Aimant permanent en néodyme fort de haute qualité pour moteur/industrie

Le développement des moteurs à aimants permanents est étroitement lié au développement des matériaux à aimants permanents

Le premier moteur au monde apparu dans les années 1820 était un moteur à aimant permanent qui génère un champ magnétique d'excitation à partir d'un aimant permanent. Cependant, le matériau d'aimant permanent utilisé à cette époque était la magnétite naturelle (Fe3O4), qui avait une très faible densité d'énergie magnétique. Le moteur fabriqué à partir de celui-ci était volumineux et fut bientôt remplacé par un moteur électrique à excitation.

Avec le développement rapide de divers moteurs et l'invention des magnétiseurs actuels, les gens ont mené des recherches approfondies sur le mécanisme, la composition et la technologie de fabrication des matériaux d'aimants permanents, et ont successivement découvert l'acier au carbone et l'acier au tungstène (le produit d'énergie magnétique maximale est d'environ 2,7 kJ/m3), acier au cobalt (le produit d'énergie magnétique maximum est d'environ 7,2 kJ/m3) et de nombreux autres matériaux d'aimants permanents. En particulier les aimants permanents AlNiCo (produit d'énergie magnétique maximum jusqu'à 85kJ/m3) qui sont apparus dans les années 1930 et les aimants permanents en ferrite (produit d'énergie maximum jusqu'à 40kJ/m3) qui sont apparus dans les années 1950 ont de grandes propriétés magnétiques. les petits moteurs ont utilisé des aimants permanents pour l'excitation. Cependant, la coercivité des aimants permanents AlNiCo est faible (36～160 kA/m), et la densité de rémanence des aimants permanents en ferrite n'est pas élevée (0,2 ~ 0,44 T), ce qui limite leur plage d'application dans les moteurs. Jusque dans les années 1960 et 1980, les aimants permanents au samarium cobalt et matériaux d'aimant permanent néodyme fer bore sont sortis les uns après les autres. Leur rémanence élevée, leur coercivité élevée, leur produit à haute énergie et leurs excellentes propriétés magnétiques de courbe de démagnétisation linéaire sont particulièrement adaptés aux moteurs de fabrication, de sorte que le développement des moteurs à aimants permanents est entré dans une nouvelle période historique.

La relation entre les performances de l'acier magnétique et les performances du moteur

1) L'influence de la rémanence

Pour les moteurs à courant continu, sous les mêmes paramètres d'enroulement et conditions d'essai, plus la rémanence est élevée, plus la vitesse à vide est faible et plus le courant à vide est faible ; plus le couple maximal est élevé, plus le rendement est élevé au point de rendement le plus élevé. Dans le test réel, la vitesse à vide et le couple maximum sont généralement utilisés pour juger de la norme de rémanence de l'aimant.

Pour les mêmes paramètres de bobinage et paramètres électriques, la raison pour laquelle plus la rémanence est élevée, plus la vitesse à vide est faible et plus le courant à vide est faible, est que le moteur en marche produit une inductance inverse suffisante à une vitesse relativement faible. La tension est généré de sorte que la somme algébrique de la force électromotrice appliquée à l'enroulement est réduite.

2) L'influence de la coercivité

Dans le processus de fonctionnement du moteur, il y a toujours l'influence de la température et de la démagnétisation inverse. Du point de vue de la conception du moteur, plus la force coercitive est élevée, plus la direction de l'épaisseur de l'aimant peut être petite. Plus la force coercitive est petite, plus la direction de l'épaisseur de l'aimant est grande. Mais une fois que l'acier magnétique dépasse une certaine force coercitive, il est inutile, car les autres composants du moteur ne peuvent pas fonctionner de manière stable à cette température. La coercivité est suffisante pour répondre à la demande, et la norme est de répondre à la demande dans les conditions expérimentales recommandées, et il n'est pas nécessaire de gaspiller des ressources.

3) L'influence de l'équerrage

L'équerrage n'affecte que la rectitude de la courbe de rendement du test de performance du moteur. Bien que la rectitude de la courbe d'efficacité du moteur n'ait pas été répertoriée comme une norme d'indice importante, elle est très importante pour la distance de déplacement continu du moteur-roue dans des conditions routières naturelles. important. En raison des différentes conditions routières, le moteur ne peut pas toujours fonctionner au point d'efficacité maximale. C'est l'une des raisons pour lesquelles certains moteurs ont un faible rendement maximal et une longue distance de fonctionnement. Un bon moteur dans la roue doit non seulement avoir un rendement maximal élevé, mais également la courbe de rendement doit être aussi plate que possible et la pente de réduction du rendement doit être aussi faible que possible. Au fur et à mesure que le marché, la technologie et les normes des moteurs-roues mûriront, cela deviendra progressivement une norme importante.

4) L'impact de la cohérence des performances

Rémanence incohérente : même certains de ceux qui ont des performances particulièrement élevées ne sont pas bons, car le flux magnétique de chaque champ magnétique unidirectionnel est incohérent, ce qui entraîne une asymétrie de couple et de vibration.

Coercivité incohérente : En particulier, si la coercivité des produits individuels est trop faible, elle est sujette à une démagnétisation inverse, entraînant des flux magnétiques incohérents de chaque aimant et faisant vibrer le moteur. Cet effet est plus important pour les moteurs brushless.

L'influence de la géométrie et de la tolérance des aimants sur les performances du moteur

1. L'influence de l'épaisseur de l'aimant

Lorsque l'anneau de circuit magnétique interne ou externe est fixe, lorsque l'épaisseur augmente, l'entrefer diminue et le flux magnétique effectif augmente. Avec la même rémanence, la vitesse à vide diminue, le courant à vide diminue et le rendement maximum du moteur augmente ; Cependant, il existe également des inconvénients, tels que l'augmentation des vibrations de commutation du moteur, la courbe de rendement du moteur est relativement raide. Par conséquent, l'épaisseur de l'aimant du moteur doit être aussi constante que possible pour réduire les vibrations.

2. L'influence de la largeur de l'acier magnétique

Pour les aimants de moteur sans balais compacts, l'écart total cumulé ne peut pas dépasser 0,5 mm. S'il est trop petit, il ne sera pas installé. S'il est trop petit, le moteur vibrera et réduira l'efficacité. Cela est dû à la position et magnétique La position réelle de l'acier ne correspond pas. De plus, la largeur doit être constante, sinon le rendement du moteur sera faible et les vibrations seront importantes.

Pour les moteurs à balais, il existe un certain espace entre les aimants, qui est laissé à la zone de transition de la commutation mécanique. Bien qu'il y ait un écart, la plupart des fabricants ont un outillage d'installation en acier magnétique strict pour assurer la précision de l'installation des aimants du moteur afin d'assurer la précision de l'installation. Si la largeur de l'aimant est dépassée, il ne pourra pas être installé ; si la largeur de l'aimant est trop petite, cela entraînera un désalignement de l'aimant, augmentera les vibrations du moteur et réduira l'efficacité.

3. L'influence de la taille du chanfrein en acier magnétique et du non-chanfrein

Si l'angle n'est pas chanfreiné, le taux de changement du champ magnétique au bord du champ magnétique du moteur est important, provoquant une impulsion du moteur. Plus le chanfrein est grand, plus la vibration est faible. Mais le chanfreinage entraîne généralement une certaine perte de flux magnétique. Pour certaines spécifications, lorsque le chanfreinage atteint 0,8, la perte de flux magnétique est de 0,5 à 1,5 %. Lorsque le magnétisme résiduel du moteur à balais est faible, une réduction appropriée de la taille du chanfrein est bénéfique pour compenser le magnétisme résiduel, mais la pulsation du moteur augmente. D'une manière générale, lorsque la rémanence est faible, la tolérance dans le sens de la longueur peut être agrandie de manière appropriée, de sorte que le flux magnétique effectif peut être augmenté dans une certaine mesure, de sorte que les performances du moteur sont fondamentalement inchangées.

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