Մշտական ​​մագնիսով շարժիչների «միջուկը»՝ մշտական ​​մագնիսներ

Մշտական ​​մագնիսական շարժիչների զարգացումը սերտորեն կապված է մշտական ​​մագնիսական նյութերի զարգացման հետ։ Չինաստանը աշխարհում առաջին երկիրն է, որը հայտնաբերել է մշտական ​​մագնիսական նյութերի մագնիսական հատկությունները և կիրառել դրանք գործնականում։ Ավելի քան 2000 տարի առաջ Չինաստանը օգտագործել է մշտական ​​մագնիսական նյութերի մագնիսական հատկությունները կողմնացույցներ պատրաստելու համար, որոնք մեծ դեր են խաղացել նավիգացիայի, ռազմական և այլ ոլորտներում և դարձել են հին Չինաստանի չորս մեծ գյուտերից մեկը։

Աշխարհի առաջին շարժիչը, որը հայտնվեց 1920-ական թվականներին, մշտական ​​մագնիսով շարժիչ էր, որն օգտագործում էր մշտական ​​մագնիսներ՝ գրգռման մագնիսական դաշտեր ստեղծելու համար: Սակայն այդ ժամանակ օգտագործվող մշտական ​​մագնիսական նյութը բնական մագնետիտն էր (Fe3O4), որն ուներ շատ ցածր մագնիսական էներգիայի խտություն: Դրանից պատրաստված շարժիչը մեծ չափերի էր և շուտով փոխարինվեց էլեկտրական գրգռման շարժիչով:

Տարբեր շարժիչների արագ զարգացման և ժամանակակից մագնիսականացուցիչների գյուտի շնորհիվ մարդիկ խորը հետազոտություններ են անցկացրել մշտական ​​մագնիսական նյութերի մեխանիզմի, կազմի և արտադրական տեխնոլոգիայի վերաբերյալ և հաջորդաբար հայտնաբերել են մշտական ​​մագնիսական նյութերի բազմազանություն, ինչպիսիք են ածխածնային պողպատը, վոլֆրամե պողպատը (մոտ 2.7 կՋ/մ3 առավելագույն մագնիսական էներգիայի արտադրյալը) և կոբալտային պողպատը (մոտ 7.2 կՋ/մ3 առավելագույն մագնիսական էներգիայի արտադրյալը):

Մասնավորապես, 1930-ականներին ալյումին-նիկել-կոբալտ մշտական ​​մագնիսների (մագնիսական էներգիայի առավելագույն արտադրյալը կարող է հասնել 85 կՋ/մ3) և 1950-ականներին ֆերիտային մշտական ​​մագնիսների (մագնիսական էներգիայի առավելագույն արտադրյալը կարող է հասնել 40 կՋ/մ3) ի հայտ գալը զգալիորեն բարելավել է մագնիսական հատկությունները, և տարբեր միկրո և փոքր շարժիչներ սկսել են օգտագործել մշտական ​​մագնիսական գրգռում։ Մշտական ​​մագնիսական շարժիչների հզորությունը տատանվում է մի քանի միլիվատից մինչև տասնյակ կիլովատտ։ Դրանք լայնորեն կիրառվում են ռազմական, արդյունաբերական և գյուղատնտեսական արտադրության մեջ, ինչպես նաև առօրյա կյանքում, և դրանց արտադրողականությունը զգալիորեն աճել է։

Համապատասխանաբար, այս ժամանակահատվածում առաջընթաց է գրանցվել մշտական ​​մագնիսով շարժիչների նախագծման տեսության, հաշվարկման մեթոդների, մագնիսացման և արտադրության տեխնոլոգիայի մեջ՝ ձևավորելով վերլուծության և հետազոտական ​​մեթոդների մի ամբողջություն, որը ներկայացված է մշտական ​​մագնիսով աշխատանքային դիագրամի դիագրամի մեթոդով: Սակայն, AlNiCo մշտական ​​մագնիսների հարկադրական ուժը ցածր է (36-160 կԱ/մ), իսկ ֆերիտային մշտական ​​մագնիսների մնացորդային մագնիսական խտությունը բարձր չէ (0.2-0.44 Տ), ինչը սահմանափակում է դրանց կիրառման շրջանակը շարժիչներում:

Միայն 1960-ական և 1980-ական թվականներին էին, որ մեկը մյուսի հետևից ի հայտ եկան հազվագյուտ հողային կոբալտային մշտական ​​մագնիսները և նեոդիմիում-երկաթի-բորային մշտական ​​մագնիսները (միասին անվանում են հազվագյուտ հողային մշտական ​​մագնիսներ): Դրանց գերազանց մագնիսական հատկությունները՝ բարձր մնացորդային մագնիսական խտությունը, բարձր կոմպակտային ուժը, բարձր մագնիսական էներգիայի արտադրյալը և գծային ապամագնիսացման կորը, հատկապես հարմար են շարժիչների արտադրության համար, այդպիսով մշտական ​​մագնիսներով շարժիչների զարգացումը մտցնելով նոր պատմական շրջան:

1. Մշտական ​​մագնիսական նյութեր

Էլեկտրաշարժիչներում լայնորեն օգտագործվող մշտական ​​մագնիսական նյութերը ներառում են սինտերացված և կապված մագնիսներ, հիմնական տեսակներն են՝ ալյումին-նիկել-կոբալտ, ֆերիտ, սամարիում-կոբալտ, նեոդիմիում-երկաթ-բոր և այլն։

Alnico. Alnico մշտական ​​մագնիսական նյութը ամենավաղ լայնորեն օգտագործվող մշտական ​​մագնիսական նյութերից մեկն է, և դրա պատրաստման գործընթացն ու տեխնոլոգիան համեմատաբար հասուն են:

Մշտական ​​ֆերիտ. 1950-ականներին ֆերիտը սկսեց ծաղկում ապրել, հատկապես 1970-ականներին, երբ մեծ քանակությամբ արտադրության մեջ մտավ լավ կոերցիտիվությամբ և մագնիսական էներգիայի կատարողականությամբ ստրոնցիումի ֆերիտը, ինչը արագորեն ընդլայնեց մշտական ​​ֆերիտի օգտագործումը: Որպես ոչ մետաղական մագնիսական նյութ, ֆերիտը չունի հեշտ օքսիդացման, ցածր Կյուրիի ջերմաստիճանի և մետաղական մշտական ​​մագնիսական նյութերի բարձր գնի թերությունները, ուստի այն շատ տարածված է:

Սամարիումի կոբալտ. Մշտական ​​մագնիսական նյութ՝ գերազանց մագնիսական հատկություններով, որը ի հայտ է եկել 1960-ականների կեսերին և ունի շատ կայուն կատարողականություն: Սամարիումի կոբալտը հատկապես հարմար է շարժիչներ արտադրելու համար՝ մագնիսական հատկությունների առումով, սակայն բարձր գնի պատճառով այն հիմնականում օգտագործվում է ռազմական շարժիչների, ինչպիսիք են ավիացիան, ավիատիեզերական արդյունաբերությունը և զենքը, ինչպես նաև բարձր տեխնոլոգիական ոլորտներում շարժիչների հետազոտման և մշակման մեջ, որտեղ բարձր կատարողականությունը և գինը հիմնական գործոնը չեն:

NdFeB: NdFeB մագնիսական նյութը նեոդիմիումի, երկաթի օքսիդի և այլնի համաձուլվածք է, որը հայտնի է նաև որպես մագնիսական պողպատ: Այն ունի չափազանց բարձր մագնիսական էներգիայի արտադրյալ և հարկադրական ուժ: Միևնույն ժամանակ, բարձր էներգիայի խտության առավելությունները NdFeB մշտական ​​մագնիսական նյութերը լայնորեն կիրառում են ժամանակակից արդյունաբերության և էլեկտրոնային տեխնոլոգիաների մեջ, ինչը հնարավորություն է տալիս փոքրացնել, թեթևացնել և նոսրացնել սարքավորումները, ինչպիսիք են գործիքները, էլեկտրաակուստիկ շարժիչները, մագնիսական բաժանումը և մագնիսացումը: Քանի որ այն պարունակում է մեծ քանակությամբ նեոդիմիում և երկաթ, այն հեշտությամբ ժանգոտվում է: Մակերեսային քիմիական պասիվացումը ներկայումս լավագույն լուծումներից մեկն է:

Կոռոզիայի դիմադրություն, առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճան, մշակման կատարողականություն, ապամագնիսացման կորի ձև,

և շարժիչների համար լայնորեն օգտագործվող մշտական ​​մագնիսական նյութերի գների համեմատություն (Նկար)

2.Մագնիսական պողպատի ձևի և հանդուրժողականության ազդեցությունը շարժիչի աշխատանքի վրա

1. Մագնիսական պողպատի հաստության ազդեցությունը

Երբ ներքին կամ արտաքին մագնիսական շղթան ամրացված է, հաստության մեծացման հետ մեկտեղ օդային բացը նվազում է, իսկ արդյունավետ մագնիսական հոսքը մեծանում է։ Ակնհայտ դրսևորումն այն է, որ նույն մնացորդային մագնիսականության դեպքում անբեռնվածության արագությունը նվազում է, իսկ անբեռնվածության հոսանքը՝ նվազում, և շարժիչի առավելագույն արդյունավետությունը մեծանում է։ Սակայն կան նաև թերություններ, ինչպիսիք են շարժիչի կոմուտացիոն տատանումների աճը և շարժիչի համեմատաբար ավելի զառիթափ արդյունավետության կորը։ Հետևաբար, շարժիչի մագնիսական պողպատի հաստությունը պետք է լինի հնարավորինս հաստատուն՝ տատանումները նվազեցնելու համար։

2. Մագնիսական պողպատի լայնության ազդեցությունը

Մոտ տեղակայված անխոզանակ շարժիչի մագնիսների դեպքում ընդհանուր կուտակային բացը չի կարող գերազանցել 0.5 մմ-ը: Եթե այն չափազանց փոքր է, այն չի տեղադրվի: Եթե այն չափազանց մեծ է, շարժիչը կթրթռա և կնվազեցնի արդյունավետությունը: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մագնիսի դիրքը չափող Հոլլի տարրի դիրքը չի համապատասխանում մագնիսի իրական դիրքին, և լայնությունը պետք է համապատասխանի, հակառակ դեպքում շարժիչը կունենա ցածր արդյունավետություն և մեծ թրթռում:

Խոզանակավոր շարժիչների դեպքում մագնիսների միջև կա որոշակի բաց, որը նախատեսված է մեխանիկական կոմուտացիայի անցումային գոտու համար: Չնայած բացին, արտադրողների մեծ մասը ունի խիստ մագնիսների տեղադրման ընթացակարգեր՝ շարժիչի մագնիսի ճշգրիտ տեղադրման դիրքը ապահովելու համար: Եթե մագնիսի լայնությունը գերազանցում է սահմանվածը, այն չի տեղադրվի. եթե մագնիսի լայնությունը չափազանց փոքր է, դա կհանգեցնի մագնիսի անհամապատասխանության, շարժիչի ավելի ուժեղ թրթռման, և արդյունավետությունը կնվազի:

3. Մագնիսական պողպատի թեքվածքի չափի և չթեքվածքի ազդեցությունը

Եթե ​​թեքությունը չի արվում, շարժիչի մագնիսական դաշտի եզրին մագնիսական դաշտի փոփոխության արագությունը մեծ կլինի, ինչը կհանգեցնի շարժիչի պուլսացիայի: Որքան մեծ է թեքությունը, այնքան փոքր է տատանումը: Այնուամենայնիվ, թեքությունը, որպես կանոն, որոշակի կորուստ է առաջացնում մագնիսական հոսքում: Որոշակի բնութագրերի համար մագնիսական հոսքի կորուստը կազմում է 0.5~1.5%, երբ թեքությունը 0.8 է: Ցածր մնացորդային մագնիսականությամբ խոզանակային շարժիչների համար թեքության չափի համապատասխան փոքրացումը կօգնի փոխհատուցել մնացորդային մագնիսականությունը, բայց շարժիչի պուլսացիան կաճի: Ընդհանուր առմամբ, երբ մնացորդային մագնիսականությունը ցածր է, երկարության ուղղությամբ հանդուրժողականությունը կարող է համապատասխանաբար մեծացվել, ինչը կարող է որոշակիորեն մեծացնել արդյունավետ մագնիսական հոսքը և շարժիչի աշխատանքը գրեթե անփոփոխ պահել:

3. Նշումներ մշտական ​​մագնիսով շարժիչների վերաբերյալ

1. Մագնիսական շղթայի կառուցվածքի և նախագծման հաշվարկ

Տարբեր մշտական ​​մագնիսական նյութերի, մասնավորապես՝ հազվագյուտ հողային մշտական ​​մագնիսների գերազանց մագնիսական հատկությունների լիարժեք օգտագործման և մատչելի մշտական ​​մագնիսական շարժիչներ արտադրելու համար հնարավոր չէ պարզապես կիրառել ավանդական մշտական ​​մագնիսական շարժիչների կամ էլեկտրամագնիսական գրգռման շարժիչների կառուցվածքի և նախագծման հաշվարկման մեթոդները: Պետք է մշակվեն նոր նախագծային հայեցակարգեր՝ մագնիսական շղթայի կառուցվածքը վերավերլուծելու և բարելավելու համար: Համակարգչային սարքավորումների և ծրագրային ապահովման տեխնոլոգիայի արագ զարգացման, ինչպես նաև ժամանակակից նախագծման մեթոդների, ինչպիսիք են էլեկտրամագնիսական դաշտի թվային հաշվարկը, օպտիմալացման նախագծման և մոդելավորման տեխնոլոգիան, շարունակական կատարելագործման, ինչպես նաև շարժիչների ակադեմիական և ճարտարագիտական ​​համայնքների համատեղ ջանքերի շնորհիվ, առաջընթաց է գրանցվել մշտական ​​մագնիսական շարժիչների նախագծման տեսության, հաշվարկման մեթոդների, կառուցվածքային գործընթացների և կառավարման տեխնոլոգիաների ոլորտում՝ ձևավորելով վերլուծության և հետազոտական ​​մեթոդների և համակարգչային վերլուծության և նախագծման ծրագրային ապահովման ամբողջական հավաքածու, որը համատեղում է էլեկտրամագնիսական դաշտի թվային հաշվարկը և համարժեք մագնիսական շղթայի վերլուծական լուծումը, և անընդհատ կատարելագործվում է:

2. Անդարձելի դեմագնիսացման խնդիր

Եթե ​​նախագծումը կամ օգտագործումը սխալ է, մշտական ​​մագնիսով շարժիչը կարող է առաջացնել անդառնալի ապամագնիսացում կամ ապամագնիսացում, երբ ջերմաստիճանը չափազանց բարձր է (NdFeB մշտական ​​մագնիս) կամ չափազանց ցածր (ֆերիտային մշտական ​​մագնիս), հարվածային հոսանքի առաջացրած արմատուրայի ռեակցիայի կամ ուժեղ մեխանիկական թրթռման տակ, ինչը կնվազեցնի շարժիչի աշխատանքը և նույնիսկ կդարձնի այն անօգտագործելի: Հետևաբար, անհրաժեշտ է ուսումնասիրել և մշակել շարժիչ արտադրողների համար հարմար մեթոդներ և սարքեր՝ մշտական ​​մագնիսով նյութերի ջերմային կայունությունը ստուգելու և տարբեր կառուցվածքային ձևերի ապամագնիսացման դեմ պայքարի հնարավորությունները վերլուծելու համար, որպեսզի նախագծման և արտադրության ընթացքում համապատասխան միջոցներ ձեռնարկվեն՝ ապահովելու համար, որ մշտական ​​մագնիսով շարժիչը չկորցնի մագնիսականությունը:

3. Արժեքի հետ կապված խնդիրներ

Քանի որ հազվագյուտ հողային մշտական ​​մագնիսները դեռևս համեմատաբար թանկ են, հազվագյուտ հողային մշտական ​​մագնիսներով շարժիչների արժեքը, որպես կանոն, ավելի բարձր է, քան էլեկտրական գրգռման շարժիչներինը, ինչը պետք է փոխհատուցվի դրանց բարձր արդյունավետությամբ և շահագործման ծախսերի խնայողությամբ: Որոշ դեպքերում, օրինակ՝ համակարգչային սկավառակների համար նախատեսված ձայնային կծիկային շարժիչների դեպքում, NdFeB մշտական ​​մագնիսների օգտագործումը բարելավում է արդյունավետությունը, զգալիորեն նվազեցնում ծավալը և զանգվածը, ինչպես նաև նվազեցնում է ընդհանուր ծախսերը: Նախագծելիս անհրաժեշտ է համեմատել արդյունավետությունը և գինը՝ հիմնվելով կոնկրետ օգտագործման դեպքերի և պահանջների վրա, ինչպես նաև նորարարել կառուցվածքային գործընթացները և օպտիմալացնել նախագծերը՝ ծախսերը կրճատելու համար:

«Անհուի Մինգտենգ» մշտական ​​մագնիսով էլեկտրամեխանիկական սարքավորումների ընկերություն, ՍՊԸ (https://www.mingtengmotor.com/)։ Մշտական ​​մագնիսական շարժիչով մագնիսական պողպատի ապամագնիսացման արագությունը տարեկան ոչ ավելի, քան մեկ հազարերորդականն է։

Մեր ընկերության մշտական ​​մագնիսով շարժիչի ռոտորի մշտական ​​մագնիսական նյութը օգտագործում է բարձր մագնիսական էներգիայի արտադրյալ և բարձր ներքին կոերցիտիվությամբ սինտերացված NdFeB, իսկ ավանդական տեսակներն են՝ N38SH, N38UH, N40UH, N42UH և այլն: Որպես օրինակ վերցնենք N38SH-ը, որը մեր ընկերության կողմից լայնորեն օգտագործվող տեսակ է. 38-ը ներկայացնում է 38MGOe-ի առավելագույն մագնիսական էներգիայի արտադրյալը, SH-ը՝ 150℃ առավելագույն ջերմաստիճանային դիմադրությունը: UH-ն ունի 180℃ առավելագույն ջերմաստիճանային դիմադրություն: Ընկերությունը նախագծել է մագնիսական պողպատի հավաքման համար նախատեսված մասնագիտական ​​գործիքակազմ և ուղղորդող հարմարանքներ և որակապես վերլուծել է հավաքված մագնիսական պողպատի բևեռականությունը՝ օգտագործելով ողջամիտ միջոցներ, որպեսզի յուրաքանչյուր ճեղքային մագնիսական պողպատի հարաբերական մագնիսական հոսքի արժեքը մոտ լինի, ինչը ապահովում է մագնիսական շղթայի համաչափությունը և մագնիսական պողպատի հավաքման որակը:

Հեղինակային իրավունք. Այս հոդվածը WeChat-ի «այսօրվա շարժիչ» հանրային համարի վերատպությունն է, բնօրինակ հղումը՝ https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg

Այս հոդվածը չի արտացոլում մեր ընկերության տեսակետները։ Եթե դուք ունեք տարբեր կարծիքներ կամ տեսակետներ, խնդրում ենք ուղղել մեզ։