Вступ:
Для аерокосмічної, автомобільної чи промислової автоматизації ефективність високошвидкісних двигунів дуже важлива. Однак висока швидкість завжди призводить до високоївихрові струмиа потім призводять до втрат енергії та перегріву, що з часом впливає на роботу двигуна.
Ось чомупротивихровий магнітsстали важливими. Ці магніти допомагають контролювати вихрові струми, підтримуючи тепло та ефективність роботи двигунів, особливо в двигунах з магнітними підшипниками та повітряними підшипниками. У цій статті ми пояснимо, як працює ця технологія та чому продукти«MagnetPower»особливо добре підходять завдяки їх високому питомому опору та низькому виділенню тепла.
1. Вихрові течії
Вихрові струми були введені "MagnetPower»в попередніх новинах).
У високошвидкісних двигунах, таких як ті, що використовуються в аерокосмічній галузі або компресорах (швидкість лінії ≥ 200 м/с), вихрові струми можуть стати великою проблемою. Вони утворюються всередині роторів і статорів, оскільки магнітне поле швидко змінюється.
Вихрові струми – це не просто невелика незручність; вони можуть знизити ефективність двигуна і навіть можуть завдати шкоди з часом. Показано наступне:
- Надлишок тепла: Вихрові струми створюють тепло, що створює додаткове навантаження на частини двигуна. Наприклад, незворотна магнітна втрата постійних магнітів NdFeB або SmCo завжди відбувається через високу температуру.
- Втрата енергії: ефективність двигуна була знижена, оскільки енергія, яка могла б забезпечити двигун, витрачається на створення цих вихрових струмів.
2. Як допомагають противихрові магніти
Противихрові магнітипризначені для безпосереднього вирішення цієї проблеми. Обмежуючи те, як і де утворюються вихрові струми, вони забезпечують більш ефективну роботу двигуна та його охолодження. Одним з ефективних способів блокування вихрових струмів є виготовлення магнітів у структурі ламінування. Цей метод може порушити шлях вихрових струмів, а потім запобігти утворенню великих циркулюючих струмів.
3. Чому агрегати MagnetPower Tech ідеально підходять для високошвидкісних двигунів
Тепер давайте поглибимося в конкретні перевагиMagnetPowerпротивихрові вузли. Ці вузли ідеально підходять для двигунів з магнітними підшипниками та двигунів з повітряними підшипниками, пропонуючи комбінацію високого питомого опору, низького тепловиділення та збільшеного терміну служби двигуна.
3.1 Високий питомий опір = максимальна ефективність
Магніти проти вихрових струмів, розроблені «Magnet Power», використовують ізоляційний клей між шарами розділених магнітів, вони збільшують електричний опір понад 2 МОм·см. Ефективно розірвати шлях вихрових струмів. Тому генерувати тепло нелегко. Це особливо важливо для двигунів з магнітними підшипниками. Знижуючи тепло, магніти MagnetPower забезпечують плавну роботу двигунів на високих швидкостях без ризику перегріву. Це те саме длядвигуни з повітряними підшипниками— нижчий нагрів зберігає повітряний зазор між ротором і статором стабільним, що є ключовим моментом для точності.
Мал.1 — магніти проти вихрових струмів, виготовлені компанією Magnet Power
3.2 Високий магнітний потік
Магніти виготовлені з товщиною 1 мм і мають дуже тонкий ізоляційний шар 0,03 мм. Це зберігає об’єм клею невеликим, а об’єм магнітів – якомога більшим.
3.3 низька вартість
Цей процес також знижує вимоги до коерцитивної сили та витрати, одночасно підвищуючи термічну стабільність, особливо для магнітів NdFeB. Якщо температуру ротора можна зменшити від 180 ℃ до 100 ℃, клас магнітів можна змінити з EH на SH. Це означає, що вартість магнітів можна зменшити вдвічі.
4. Як магніти MagnetPower працюють у високошвидкісних двигунах
Давайте подивимося на поведінку противихрових магнітів MagnetPower у двигунах з магнітними підшипниками та двигунах з повітряними підшипниками.
4.1 Двигуни з магнітними підшипниками: стабільність на високій швидкості
У двигунах з магнітними підшипниками магнітні підшипники утримують ротор у підвішеному стані, дозволяючи йому обертатися, не торкаючись інших частин. Але через високу потужність (понад 200 кВт) і високу швидкість (понад 150 м/с або понад 25000 об/хв) вихровий струм нелегко контролювати. На рис.2 показано ротор зі швидкістю 30000 об/хв. Через надмірні втрати на вихрові струми утворилося величезне тепло, що спричинило високу температуру ротора понад 500°C.
Магніти MagnetPower допомагають запобігти цьому, мінімізуючи утворення вихрових струмів. Температура вдосконаленого ротора не перевищувала 200 ℃ у тих же робочих умовах.3
Рис.2 ротор після випробування зі швидкістю 30000 об/хв.
4.2 Двигуни з повітряними підшипниками: точність на високій швидкості
Двигуни з повітряними підшипниками використовують тонку повітряну плівку, що утворюється за рахунок високошвидкісного обертання, щоб підтримувати ротор. Ці двигуни розроблені для роботи на дуже високих швидкостях, навіть до 200 000 обертів за хвилину, з неймовірною точністю. Однак вихрові струми можуть порушити цю точність, генеруючи надлишок тепла та заважаючи повітряному зазору.
Завдяки магнітам MagnetPower зменшуються вихрові струми, що означає, що двигун залишається холоднішим і підтримує точний повітряний зазор, необхідний для високопродуктивних застосувань, таких як компресор і повітродувка водневих паливних елементів.
Висновок
Коли справа доходить до високошвидкісних двигунів, зниження втрат енергії та контроль виділення тепла є ключовими для покращення продуктивності та продовження терміну служби вашого обладнання. Саме тут на допомогу приходять магніти проти вихрових струмів MagnetPower.
Завдяки використанню матеріалів з високим опором, розумним конструкціям, таким як сегментація та ламінування, і зосередженості на зменшенні вихрових струмів, ці вузли допомагають двигунам охолоджуватися, ефективніше та довше. Незалежно від того, чи йдеться про двигуни з магнітними підшипниками, двигуни з повітряними підшипниками чи інші високошвидкісні додатки, MagnetPower розширює межі можливого в ефективності та надійності двигунів.
Час публікації: 30 вересня 2024 р
