მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავების „ბირთვი“ - მუდმივი მაგნიტები

მუდმივი მაგნიტური ძრავების განვითარება მჭიდრო კავშირშია მუდმივი მაგნიტური მასალების განვითარებასთან. ჩინეთი მსოფლიოში პირველი ქვეყანაა, რომელმაც აღმოაჩინა მუდმივი მაგნიტური მასალების მაგნიტური თვისებები და გამოიყენა ისინი პრაქტიკაში. 2000 წელზე მეტი ხნის წინ ჩინეთმა გამოიყენა მუდმივი მაგნიტური მასალების მაგნიტური თვისებები კომპასების დასამზადებლად, რამაც უდიდესი როლი ითამაშა ნავიგაციაში, სამხედრო და სხვა სფეროებში და გახდა ძველი ჩინეთის ოთხი დიდი გამოგონებიდან ერთ-ერთი.

მსოფლიოში პირველი ძრავა, რომელიც 1920-იან წლებში გამოჩნდა, იყო მუდმივი მაგნიტის ძრავა, რომელიც იყენებდა მუდმივ მაგნიტებს აგზნების მაგნიტური ველების გენერირებისთვის. თუმცა, იმ დროს გამოყენებული მუდმივი მაგნიტის მასალა იყო ბუნებრივი მაგნეტიტი (Fe3O4), რომელსაც ძალიან დაბალი მაგნიტური ენერგიის სიმკვრივე ჰქონდა. მისგან დამზადებული ძრავა დიდი ზომის იყო და მალევე შეიცვალა ელექტრო აგზნების ძრავით.

სხვადასხვა ძრავების სწრაფი განვითარებითა და თანამედროვე მაგნიტიზატორების გამოგონებით, ადამიანებმა ჩაატარეს სიღრმისეული კვლევა მუდმივი მაგნიტური მასალების მექანიზმზე, შემადგენლობასა და წარმოების ტექნოლოგიაზე და თანმიმდევრულად აღმოაჩინეს მუდმივი მაგნიტური მასალების მრავალფეროვნება, როგორიცაა ნახშირბადოვანი ფოლადი, ვოლფრამის ფოლადი (მაქსიმალური მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი დაახლოებით 2.7 კჯ/მ3) და კობალტის ფოლადი (მაქსიმალური მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი დაახლოებით 7.2 კჯ/მ3).

კერძოდ, 1930-იან წლებში ალუმინის, ნიკელის, კობალტის მუდმივი მაგნიტების (მაქსიმალური მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი შეიძლება 85 კჯ/მ3-ს აღწევდეს) და 1950-იან წლებში ფერიტის მუდმივი მაგნიტების (მაქსიმალური მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი შეიძლება 40 კჯ/მ3-ს აღწევდეს) გამოჩენამ მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა მაგნიტური თვისებები და სხვადასხვა მიკრო და პატარა ძრავებმა დაიწყეს მუდმივი მაგნიტებით აგზნების გამოყენება. მუდმივი მაგნიტის ძრავების სიმძლავრე რამდენიმე მილივატიდან ათობით კილოვატამდე მერყეობს. ისინი ფართოდ გამოიყენება სამხედრო, სამრეწველო და სასოფლო-სამეურნეო წარმოებაში და ყოველდღიურ ცხოვრებაში და მათი გამომუშავება მკვეთრად გაიზარდა.

შესაბამისად, ამ პერიოდში მიღწეული იქნა გარღვევები მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავების დიზაინის თეორიაში, გამოთვლის მეთოდებში, მაგნიტიზაციასა და წარმოების ტექნოლოგიაში, რამაც შექმნა ანალიზისა და კვლევის მეთოდების ერთობლიობა, რომელიც წარმოდგენილია მუდმივი მაგნიტის სამუშაო დიაგრამის მეთოდით. ​​თუმცა, AlNiCo მუდმივი მაგნიტების იძულებითი ძალა დაბალია (36-160 კA/მ), ხოლო ფერიტის მუდმივი მაგნიტების ნარჩენი მაგნიტური სიმკვრივე არ არის მაღალი (0.2-0.44 T), რაც ზღუდავს მათი გამოყენების დიაპაზონს ძრავებში.

მხოლოდ 1960-იან და 1980-იან წლებში გამოვიდა ერთმანეთის მიყოლებით იშვიათმიწა მაგნიტები კობალტისა და ნეოდიმი-რკინისა და ბორის მუდმივი მაგნიტები (რომლებსაც ერთობლივად იშვიათმიწა მაგნიტებს უწოდებენ). მათი შესანიშნავი მაგნიტური თვისებები, როგორიცაა მაღალი ნარჩენი მაგნიტური სიმკვრივე, მაღალი იძულებითი ძალა, მაღალი მაგნიტური ენერგიის ნამრავლი და წრფივი დემაგნეტიზაციის მრუდი, განსაკუთრებით შესაფერისია ძრავების წარმოებისთვის, რამაც მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავების განვითარება ახალ ისტორიულ პერიოდში დაიწყო.

1. მუდმივი მაგნიტური მასალები

ძრავებში ხშირად გამოყენებული მუდმივი მაგნიტის მასალებია შედუღებული და შეკავშირებული მაგნიტები, რომელთა ძირითადი ტიპებია ალუმინი-ნიკელ-კობალტი, ფერიტი, სამარიუმის კობალტი, ნეოდიმი-რკინა-ბორი და ა.შ.

Alnico: Alnico-ს მუდმივი მაგნიტის მასალა ერთ-ერთი უძველესი ფართოდ გამოყენებადი მუდმივი მაგნიტის მასალაა და მისი მომზადების პროცესი და ტექნოლოგია შედარებით განვითარებულია.

მუდმივი ფერიტი: 1950-იან წლებში ფერიტმა აყვავება დაიწყო, განსაკუთრებით 1970-იან წლებში, როდესაც დიდი რაოდენობით წარმოებაში შევიდა კარგი კოერციულობისა და მაგნიტური ენერგიის მახასიათებლების მქონე სტრონციუმის ფერიტი, რამაც სწრაფად გააფართოვა მუდმივი ფერიტის გამოყენება. როგორც არამეტალურ მაგნიტურ მასალას, ფერიტს არ აქვს ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა მარტივი დაჟანგვა, დაბალი კიურის ტემპერატურა და ლითონის მუდმივი მაგნიტის მასალების მაღალი ღირებულება, ამიტომ ის ძალიან პოპულარულია.

სამარიუმის კობალტი: შესანიშნავი მაგნიტური თვისებების მქონე მუდმივი მაგნიტური მასალა, რომელიც 1960-იანი წლების შუა პერიოდში გაჩნდა და ძალიან სტაბილური მახასიათებლებით ხასიათდება. სამარიუმის კობალტი განსაკუთრებით შესაფერისია ძრავების წარმოებისთვის მაგნიტური თვისებების თვალსაზრისით, მაგრამ მაღალი ფასის გამო, იგი ძირითადად გამოიყენება სამხედრო ძრავების კვლევასა და განვითარებაში, როგორიცაა ავიაცია, აერონავტიკა და იარაღი, ასევე მაღალტექნოლოგიური სფეროების ძრავები, სადაც მაღალი მახასიათებლები და ფასი მთავარი ფაქტორი არ არის.

NdFeB: NdFeB მაგნიტური მასალა არის ნეოდიმიუმის, რკინის ოქსიდის და ა.შ. შენადნობი, ასევე ცნობილი როგორც მაგნიტური ფოლადი. მას აქვს უკიდურესად მაღალი მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი და იძულებითი ძალა. ამავდროულად, მაღალი ენერგიის სიმკვრივის უპირატესობები NdFeB მუდმივი მაგნიტის მასალებს ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ინდუსტრიასა და ელექტრონულ ტექნოლოგიებში, რაც შესაძლებელს ხდის ისეთი აღჭურვილობის მინიატურიზაციას, გამსუბუქებას და დათხელებას, როგორიცაა ინსტრუმენტები, ელექტროაკუსტიკური ძრავები, მაგნიტური გამოყოფა და მაგნიტიზაცია. რადგან ის შეიცავს დიდი რაოდენობით ნეოდიმს და რკინას, ადვილად იჟანგება. ზედაპირის ქიმიური პასივაცია ამჟამად ერთ-ერთი საუკეთესო გამოსავალია.

კოროზიისადმი მდგრადობა, მაქსიმალური სამუშაო ტემპერატურა, დამუშავების მახასიათებლები, დემაგნეტიზაციის მრუდის ფორმა,

და ძრავებისთვის ხშირად გამოყენებული მუდმივი მაგნიტური მასალების ფასების შედარება (სურათი)

2.მაგნიტური ფოლადის ფორმისა და ტოლერანტობის გავლენა ძრავის მუშაობაზე

1. მაგნიტური ფოლადის სისქის გავლენა

როდესაც შიდა ან გარე მაგნიტური წრედი ფიქსირდება, სისქის ზრდასთან ერთად ჰაერის უფსკრული მცირდება და ეფექტური მაგნიტური ნაკადი იზრდება. აშკარა გამოვლინებაა ის, რომ იგივე ნარჩენი მაგნეტიზმის პირობებში, დატვირთვის გარეშე სიჩქარე მცირდება და დატვირთვის გარეშე დენი მცირდება, ხოლო ძრავის მაქსიმალური ეფექტურობა იზრდება. თუმცა, არსებობს ასევე უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა ძრავის გაზრდილი კომუტაციური ვიბრაცია და ძრავის შედარებით უფრო ციცაბო ეფექტურობის მრუდი. ამიტომ, ვიბრაციის შესამცირებლად ძრავის მაგნიტური ფოლადის სისქე მაქსიმალურად ერთგვაროვანი უნდა იყოს.

2. მაგნიტური ფოლადის სიგანის გავლენა

ერთმანეთთან ახლოს განლაგებული უჯაგრისო ძრავის მაგნიტებისთვის, მთლიანი კუმულაციური უფსკრული არ უნდა აღემატებოდეს 0.5 მმ-ს. თუ ის ძალიან პატარაა, ის არ დამონტაჟდება. თუ ის ძალიან დიდია, ძრავა ვიბრირებს და შეამცირებს ეფექტურობას. ეს იმიტომ ხდება, რომ მაგნიტის პოზიციის საზომი ჰოლის ელემენტის პოზიცია არ შეესაბამება მაგნიტის რეალურ პოზიციას და სიგანე უნდა იყოს თანმიმდევრული, წინააღმდეგ შემთხვევაში ძრავას ექნება დაბალი ეფექტურობა და დიდი ვიბრაცია.

ჯაგრისიანი ძრავებისთვის მაგნიტებს შორის გარკვეული უფსკრულია, რომელიც მექანიკური კომუტაციის გარდამავალი ზონისთვისაა განკუთვნილი. მიუხედავად იმისა, რომ უფსკრული არსებობს, მწარმოებლების უმეტესობას აქვს მაგნიტის დამონტაჟების მკაცრი პროცედურები, რათა უზრუნველყოს ძრავის მაგნიტის ზუსტი დამონტაჟების პოზიცია. თუ მაგნიტის სიგანე აღემატება, ის არ დამონტაჟდება; თუ მაგნიტის სიგანე ძალიან მცირეა, ეს გამოიწვევს მაგნიტის არასწორ განლაგებას, ძრავა უფრო მეტად ვიბრირებს და შემცირდება ეფექტურობა.

3. მაგნიტური ფოლადის ღეროს ზომისა და არამკვეთრობის გავლენა

თუ დახრილობა არ გაკეთდება, ძრავის მაგნიტური ველის კიდეზე მაგნიტური ველის ცვლილების სიჩქარე დიდი იქნება, რაც გამოიწვევს ძრავის პულსაციას. რაც უფრო დიდია დახრილობა, მით უფრო მცირეა ვიბრაცია. თუმცა, დახრილობა, როგორც წესი, იწვევს მაგნიტური ნაკადის გარკვეულ დანაკარგს. ზოგიერთი სპეციფიკაციისთვის, მაგნიტური ნაკადის დანაკარგი 0.5~1.5%-ია, როდესაც დახრილობა 0.8-ია. დაბალი ნარჩენი მაგნეტიზმის მქონე ჯაგრისიანი ძრავებისთვის, დახრილობის ზომის შესაბამისად შემცირება ხელს შეუწყობს ნარჩენი მაგნეტიზმის კომპენსირებას, მაგრამ ძრავის პულსაცია გაიზრდება. ზოგადად, როდესაც ნარჩენი მაგნეტიზმი დაბალია, სიგრძის მიმართულებით ტოლერანტობა შეიძლება შესაბამისად გაიზარდოს, რამაც შეიძლება გარკვეულწილად გაზარდოს ეფექტური მაგნიტური ნაკადი და შეინარჩუნოს ძრავის მუშაობა ძირითადად უცვლელი.

3. შენიშვნები მუდმივი მაგნიტის ძრავების შესახებ

1. მაგნიტური წრედის სტრუქტურა და დიზაინის გაანგარიშება

სხვადასხვა მუდმივი მაგნიტური მასალების, განსაკუთრებით იშვიათმიწა მაგნიტების შესანიშნავი მაგნიტური თვისებების სრულად გამოსავლენად და ეკონომიური მუდმივი მაგნიტური ძრავების წარმოებისთვის, შეუძლებელია უბრალოდ ტრადიციული მუდმივი მაგნიტური ძრავების ან ელექტრომაგნიტური აგზნების ძრავების სტრუქტურისა და დიზაინის გაანგარიშების მეთოდების გამოყენება. მაგნიტური წრედის სტრუქტურის ხელახალი ანალიზისა და გაუმჯობესებისთვის აუცილებელია ახალი დიზაინის კონცეფციების შემუშავება. კომპიუტერული აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის ტექნოლოგიის სწრაფი განვითარებით, ასევე თანამედროვე დიზაინის მეთოდების, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური ველის რიცხვითი გაანგარიშება, ოპტიმიზაციის დიზაინი და სიმულაციის ტექნოლოგია, მუდმივი გაუმჯობესებით და ძრავის აკადემიური და საინჟინრო საზოგადოებების ერთობლივი ძალისხმევით, მიღწეულია გარღვევები მუდმივი მაგნიტური ძრავების დიზაინის თეორიაში, გაანგარიშების მეთოდებში, სტრუქტურულ პროცესებსა და მართვის ტექნოლოგიებში, რაც ქმნის ანალიზისა და კვლევის მეთოდების და კომპიუტერული ანალიზისა და დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფის სრულ ნაკრებს, რომელიც აერთიანებს ელექტრომაგნიტური ველის რიცხვით გაანგარიშებას და ეკვივალენტურ მაგნიტურ წრედის ანალიტიკურ გადაწყვეტას და მუდმივად იხვეწება.

2. შეუქცევადი დემაგნეტიზაციის პრობლემა

არასწორი დიზაინის ან გამოყენების შემთხვევაში, მუდმივი მაგნიტის ძრავამ შეიძლება გამოიწვიოს შეუქცევადი დემაგნეტიზაცია ანუ დემაგნეტიზაცია, როდესაც ტემპერატურა ძალიან მაღალია (NdFeB მუდმივი მაგნიტი) ან ძალიან დაბალია (ფერიტის მუდმივი მაგნიტი), დარტყმითი დენით გამოწვეული არმატურის რეაქციის დროს ან ძლიერი მექანიკური ვიბრაციის დროს, რაც შეამცირებს ძრავის მუშაობას და მის გამოყენებადობას გამოუსადეგარს გახდის. ამიტომ, აუცილებელია შესწავლილი და შემუშავებული იქნას მეთოდები და მოწყობილობები, რომლებიც შესაფერისია ძრავის მწარმოებლებისთვის, რათა შემოწმდეს მუდმივი მაგნიტის მასალების თერმული სტაბილურობა და გაანალიზდეს სხვადასხვა სტრუქტურული ფორმის დემაგნეტიზაციის საწინააღმდეგო შესაძლებლობები, რათა დიზაინისა და წარმოების დროს მიღებულ იქნას შესაბამისი ზომები იმის უზრუნველსაყოფად, რომ მუდმივი მაგნიტის ძრავამ არ დაკარგოს მაგნეტიზმი.

3. ხარჯების საკითხები

ვინაიდან იშვიათმიწა მაგნიტები ჯერ კიდევ შედარებით ძვირია, იშვიათმიწა მაგნიტების მქონე ძრავების ღირებულება, როგორც წესი, უფრო მაღალია, ვიდრე ელექტრო აგზნების ძრავების, რაც კომპენსირებული უნდა იყოს მათი მაღალი მუშაობითა და საოპერაციო ხარჯების დაზოგვით. ზოგიერთ შემთხვევაში, მაგალითად, კომპიუტერის დისკწამყვანებისთვის განკუთვნილი ხმოვანი ხვეული ძრავების შემთხვევაში, NdFeB მუდმივი მაგნიტების გამოყენება აუმჯობესებს მუშაობას, მნიშვნელოვნად ამცირებს მოცულობას და მასას და საერთო ხარჯებს. დიზაინის შექმნისას აუცილებელია მუშაობისა და ფასის შედარება კონკრეტული გამოყენების შემთხვევებისა და მოთხოვნების საფუძველზე, ასევე სტრუქტურული პროცესების ინოვაცია და დიზაინის ოპტიმიზაცია ხარჯების შესამცირებლად.

ანჰუი მინგტენგის მუდმივი მაგნიტის ელექტრომექანიკური აღჭურვილობის კომპანია, შპს (https://www.mingtengmotor.com/მუდმივი მაგნიტური ძრავის მაგნიტური ფოლადის დემაგნეტიზაციის სიჩქარე წელიწადში ერთ მეათასედზე მეტი არ არის.

ჩვენი კომპანიის მუდმივი მაგნიტური ძრავის როტორის მუდმივი მაგნიტის მასალა იყენებს მაღალი მაგნიტური ენერგიის ნამრავლს და მაღალი შინაგანი კოერციულობის შენელებულ NdFeB-ს, ხოლო ჩვეულებრივი კლასის მასალებია N38SH, N38UH, N40UH, N42UH და ა.შ. მაგალითად, ავიღოთ N38SH, ჩვენი კომპანიის მიერ ფართოდ გამოყენებული კლასი: 38- წარმოადგენს 38MGOe-ს მაქსიმალურ მაგნიტურ ენერგიის ნამრავლს; SH წარმოადგენს 150℃ მაქსიმალურ ტემპერატურულ წინააღმდეგობას. UH-ს აქვს 180℃ მაქსიმალური ტემპერატურული წინააღმდეგობა. კომპანიამ შეიმუშავა პროფესიონალური ხელსაწყოები და სახელმძღვანელო მოწყობილობები მაგნიტური ფოლადის აწყობისთვის და გონივრული საშუალებებით გააანალიზა აწყობილი მაგნიტური ფოლადის პოლარობა ისე, რომ თითოეული ჭრილის მაგნიტური ფოლადის ფარდობითი მაგნიტური ნაკადის მნიშვნელობა იყოს ახლოს, რაც უზრუნველყოფს მაგნიტური წრედის სიმეტრიას და მაგნიტური ფოლადის აწყობის ხარისხს.

საავტორო უფლებები: ეს სტატია წარმოადგენს WeChat-ის საჯარო ნომრის „დღევანდელი ძრავის“ რეპრინტს, ორიგინალი ბმული https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg

ეს სტატია არ ასახავს ჩვენი კომპანიის შეხედულებებს. თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული მოსაზრებები ან შეხედულებები, გთხოვთ, შეგვასწოროთ!