Πρόσφατα, καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται προς την υψηλή συχνότητα και την υψηλή ταχύτητα, η απώλεια δινορευμάτων των μαγνητών έχει γίνει ένα σημαντικό πρόβλημα. Ειδικά τοΝεοδύμιο Σίδηρος Βόριο(NdFeB) και τοΚοβάλτιο ΣαμάριουΟι μαγνήτες (SmCo), επηρεάζονται πιο εύκολα από τη θερμοκρασία. Η απώλεια δινορρευμάτων έχει γίνει μείζον πρόβλημα.
Αυτά τα δινορεύματα έχουν πάντα ως αποτέλεσμα την παραγωγή θερμότητας και, στη συνέχεια, την υποβάθμιση της απόδοσης σε κινητήρες, γεννήτριες και αισθητήρες. Η τεχνολογία των μαγνητών κατά των δινορευμάτων συνήθως καταστέλλει τη δημιουργία δινορρευμάτων ή καταστέλλει την κίνηση του επαγόμενου ρεύματος.
Το "Magnet Power" έχει αναπτυχθεί με την τεχνολογία Anti-eddy-current των μαγνητών NdFeB και SmCo.
Τα δινορεύματα
Τα δινορεύματα δημιουργούνται σε αγώγιμα υλικά που βρίσκονται σε εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο ή εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Σύμφωνα με το νόμο του Faraday, τα εναλλασσόμενα μαγνητικά πεδία παράγουν ηλεκτρισμό και το αντίστροφο. Στη βιομηχανία, αυτή η αρχή χρησιμοποιείται στη μεταλλουργική τήξη. Μέσω της επαγωγής μέσης συχνότητας, αγώγιμα υλικά στο χωνευτήριο, όπως ο Fe και άλλα μέταλλα, προκαλούνται για να παράγουν θερμότητα και τελικά τα στερεά υλικά τήκονται.
Η ειδική αντίσταση των μαγνητών NdFeB, των μαγνητών SmCo ή των μαγνητών Alnico είναι πάντα πολύ χαμηλή. Εμφανίζεται στον πίνακα 1. Επομένως, εάν αυτοί οι μαγνήτες λειτουργούν σε ηλεκτρομαγνητικές συσκευές, η αλληλεπίδραση μεταξύ της μαγνητικής ροής και των αγώγιμων στοιχείων δημιουργεί δινορεύματα πολύ εύκολα.
Πίνακας 1 Η ειδική αντίσταση των μαγνητών NdFeB, των μαγνητών SmCo ή των μαγνητών Alnico
| Μαγνήτες | Rσυνεκτικότητα (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Σύμφωνα με το νόμο του Lenz, τα δινορεύματα που δημιουργούνται στους μαγνήτες NdFeB και SmCo, οδηγούν σε διάφορες ανεπιθύμητες ενέργειες:
● Απώλεια Ενέργειας: Λόγω των δινορευμάτων, ένα μέρος της μαγνητικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμότητα, μειώνοντας την απόδοση της συσκευής. Για παράδειγμα, η απώλεια σιδήρου και η απώλεια χαλκού λόγω δινορευμάτων είναι ο κύριος παράγοντας απόδοσης των κινητήρων. Στο πλαίσιο της μείωσης των εκπομπών άνθρακα, η βελτίωση της απόδοσης των κινητήρων είναι πολύ σημαντική.
● Παραγωγή θερμότητας και Απομαγνητισμός: Και οι μαγνήτες NdFeB και SmCo έχουν τη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας τους, η οποία είναι κρίσιμη παράμετρος των μόνιμων μαγνητών. Η θερμότητα που παράγεται από την απώλεια δινορευμάτων προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας των μαγνητών. Μόλις ξεπεραστεί η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας, θα συμβεί απομαγνήτιση, η οποία τελικά θα οδηγήσει σε μείωση της λειτουργίας της συσκευής ή σοβαρά προβλήματα απόδοσης.
Ειδικά μετά την ανάπτυξη των κινητήρων υψηλής ταχύτητας, όπως οι κινητήρες με μαγνητικά ρουλεμάν και οι κινητήρες που φέρουν αέρα, το πρόβλημα απομαγνήτισης των ρότορων έχει γίνει πιο εμφανές. Το σχήμα 1 δείχνει τον ρότορα ενός κινητήρα που φέρει αέρα με ταχύτητα ίση με30.000RPM. Η θερμοκρασία τελικά ανέβηκε περίπου500°C, με αποτέλεσμα την απομαγνήτιση των μαγνητών.
Εικ1. a και c είναι το διάγραμμα μαγνητικού πεδίου και η κατανομή του κανονικού ρότορα, αντίστοιχα.
b και d είναι το διάγραμμα μαγνητικού πεδίου και η κατανομή του απομαγνητισμένου ρότορα, αντίστοιχα.
Επιπλέον, οι μαγνήτες NdFeB έχουν χαμηλή θερμοκρασία Curie (~320°C), γεγονός που τους κάνει να απομαγνητίζονται. Οι θερμοκρασίες curie των μαγνητών SmCo, κυμαίνονται μεταξύ 750-820°C. Το NdFeB είναι πιο εύκολο να επηρεαστεί από δινορεύματα από το SmCo.
Τεχνολογίες Anti-Deddy Current
Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι για τη μείωση των δινορευμάτων στους μαγνήτες NdFeB και SmCo. Αυτή η πρώτη μέθοδος είναι η αλλαγή της σύνθεσης και της δομής των μαγνητών για την ενίσχυση της ειδικής αντίστασης. Η δεύτερη μέθοδος που χρησιμοποιείται πάντα στη μηχανική για να διαταράξει το σχηματισμό μεγάλων βρόχων δινορευμάτων.
1. Ενισχύστε την ειδική αντίσταση των μαγνητών
Οι Gabay και άλλοι έχουν προσθέσει CaF2, B2O3 στους μαγνήτες SmCo για να βελτιώσουν την ειδική αντίσταση, η οποία αυξήθηκε από 130 μΩ cm σε 640 μΩ cm. Ωστόσο, το (BH)max και το Br μειώθηκαν σημαντικά.
2. Πλαστικοποίηση Μαγνητών
Η πλαστικοποίηση των μαγνητών είναι η πιο αποτελεσματική μέθοδος στη μηχανική.
Οι μαγνήτες κόπηκαν σε λεπτές στρώσεις και στη συνέχεια τους κόλλησαν μεταξύ τους. Η διεπαφή μεταξύ δύο κομματιών μαγνητών είναι μονωτική κόλλα. Η ηλεκτρική διαδρομή για τα δινορεύματα έχει διαταραχθεί. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως σε κινητήρες και γεννήτριες υψηλής ταχύτητας. Το "Magnet Power" έχει αναπτυχθεί πολλές τεχνολογίες για τη βελτίωση της ειδικής αντίστασης των μαγνητών. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Η πρώτη κρίσιμη παράμετρος είναι η ειδική αντίσταση. Η ειδική αντίσταση των πολυστρωματικών μαγνητών NdFeB και SmCo που παράγονται από το "Magnet Power" είναι υψηλότερη από 2 MΩ·cm. Αυτοί οι μαγνήτες μπορούν να αναστείλουν σημαντικά την αγωγή του ρεύματος στον μαγνήτη και στη συνέχεια να καταστείλουν την παραγωγή θερμότητας.
Η δεύτερη παράμετρος είναι το πάχος της κόλλας μεταξύ κομματιών μαγνητών. Εάν το πάχος του στρώματος κόλλας είναι πολύ μεγαλύτερο, θα προκαλέσει μείωση του όγκου του μαγνήτη, με αποτέλεσμα τη μείωση της συνολικής μαγνητικής ροής. Το "Magnet Power" μπορεί να παράγει πλαστικοποιημένους μαγνήτες με πάχος στρώματος κόλλας 0,05 mm.
3. Επίστρωση με υλικά υψηλής αντίστασης
Οι μονωτικές επιστρώσεις εφαρμόζονται πάντα στην επιφάνεια των μαγνητών για την ενίσχυση της ειδικής αντίστασης των μαγνητών. Αυτές οι επικαλύψεις λειτουργούν ως φραγμοί, για να μειώσουν τη ροή των δινορευμάτων στην επιφάνεια του μαγνήτη. Πάντα χρησιμοποιούνται κεραμικές επικαλύψεις όπως εποξειδικά ή παρυλένιο.
Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας Anti-Deddy Current
Η τεχνολογία κατά των δινορευμάτων είναι απαραίτητη σε πολλές εφαρμογές με μαγνήτες NdFeB και SmCo. Συμπεριλαμβανομένου:
● Χκινητήρες υψηλής ταχύτητας: Σε κινητήρες υψηλής ταχύτητας, που σημαίνει ότι η ταχύτητα είναι μεταξύ 30.000-200.000 RPM, η καταστολή του δινορευματικού ρεύματος και η μείωση της θερμότητας είναι η βασική απαίτηση. Το Σχήμα 3 δείχνει τη θερμοκρασία σύγκρισης του κανονικού μαγνήτη SmCo και του αντιδινορρευματικού SmCo σε 2600 Hz. Όταν η θερμοκρασία των κανονικών μαγνητών SmCo (αριστερό κόκκινο) υπερβαίνει τους 300 ℃, η θερμοκρασία των μαγνητών SmCo κατά του δινορρευματικού ρεύματος (δεξιά βουλή ένα) δεν υπερβαίνει τους 150 ℃.
●Μηχανήματα μαγνητικής τομογραφίας: Η μείωση των δινορευμάτων είναι κρίσιμη στη μαγνητική τομογραφία για τη διατήρηση της σταθερότητας των συστημάτων.
Η τεχνολογία κατά των δινορευμάτων είναι πολύ σημαντική για τη βελτίωση της απόδοσης των μαγνητών NdFeB και SmCo σε πολλές εφαρμογές. Με τη χρήση τεχνολογιών πλαστικοποίησης, τμηματοποίησης και επίστρωσης, τα δινορεύματα μπορούν να μειωθούν σημαντικά στο "Magnet Power". Οι μαγνήτες αντιδινορρευμάτων NdFeB και SmCo είναι δυνατό να εφαρμοστούν σε σύγχρονα ηλεκτρομαγνητικά συστήματα.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-23-2024
