Die folgende Abbildung zeigt ein einfaches Modell des Funktionsprinzips eines Permanentmagneten für Elektromotoren.
Zwei Dauermagnete erzeugen ein Magnetfeld an der Spule in der Mitte, und die Spule wird von einem Strom durchflossen.
Die elektromagnetische Kraft (Linke-Hand-Regel) wird unter der Einwirkung des Magnetfeldes erzeugt und dreht sich dann.
Der Motor Der rotierende Teil wird als Rotor bezeichnet, der stationäre Teil als Stator. Der Dauermagnet in der Abbildung unten gehört natürlich zum Stator, und die Spule gehört zum Rotor.
Bei rotierenden elektrischen Maschinen wird, wenn der Dauermagnet der Stator ist, der äußere flächenmontierte fliesenförmige Magnet am Gehäuse befestigt; wenn der Dauermagnet der Rotor ist, wird der innere flächenmontierte fliesenförmige Magnet am Rotorkern befestigt. Der Magnet ist entweder am Gehäuse befestigt oder quadratisch in den Rotorkern eingebettet, wie in der Abbildung unten dargestellt.
Bei Linearmotoren sind die Dauermagnete hauptsächlich quadratisch und parallelogrammförmig, bei zylindrischen Linearmotoren werden auch axial magnetisierte Ringmagnete verwendet.
Permanentmagnet-Motoren haben folgende Eigenschaften:
1. Die Form wird nicht zu kompliziert sein (mit Ausnahme einiger Mikromotoren, wie z. B. VCM-Motoren), von denen die meisten rechteckig, fliesenförmig, fächerförmig und brotförmig sind. Vor allem unter der Prämisse, die Kosten für die Motorkonstruktion zu senken, werden viele von ihnen eingebettete quadratische Stahlmagnete verwenden;
2. Die Magnetisierung ist relativ einfach, im Wesentlichen unipolare Magnetisierung, und ein mehrpoliger Magnetkreis wird nach der Montage gebildet. Wenn der gesamte Ring hergestellt wird, wie z. B. die Verbindung von NdFeB-Magnetringen oder heißgepressten Magnetringen, wird im Allgemeinen eine mehrpolige Strahlungsmagnetisierung verwendet;
3. Der Kern der technischen Anforderungen liegt hauptsächlich in der hohen Temperaturstabilität, der Konsistenz des magnetischen Flusses und der Anpassungsfähigkeit. Oberflächenmontierte Rotormagnete erfordern eine gute Affinität zu Klebstoff. Linearmotormagnete werden relativ strenge Anforderungen an Salzsprühnebel haben. Windkraftmagnete Die Anforderungen an die Salzsprühnebelbeständigkeit werden strenger sein, und der Magnet des Antriebsmotors wird eine sehr gute Hochtemperaturstabilität erfordern;
4. Das magnetische Energieprodukt wird in hohen, mittleren und niedrigen Qualitäten verwendet, aber die Koerzitivfeldstärke liegt meist im mittleren und oberen Bereich. Derzeit sind die magnetischen Stahlsorten der Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen meist hohe magnetische Energieprodukte und hohe Koerzitivkraft, wie 45UH, 48UH, 50UH, 42EH, 45EH, etc. Ein ausgereifter Diffusionsprozess ist unerlässlich;
5. Segmentierte Haftmagnete sind im Bereich der Hochtemperaturmotoren weit verbreitet. Ziel ist es, die segmentale Isolierung der Magnete zu verbessern, um den Wirbelstromverlust der Magnete zu verringern, wenn der Motor läuft und einige Magnete auf der Oberfläche liegen. Die Epoxidbeschichtung wird hinzugefügt, um die Isolierung zu verbessern.
Wichtige Prüfpunkte für Motormagnete:
1. Hohe Temperaturstabilität. Einige Kunden verlangen die Messung des magnetischen Abklingens bei offenem Stromkreis, und einige Kunden verlangen die Messung des magnetischen Abklingens bei halboffenem Stromkreis. Wenn der Motor läuft, muss der magnetische Stahl neben der hohen Temperatur auch das umgekehrte magnetische Wechselfeld aushalten, so dass der magnetische Zerfall des Endprodukts und die Hochtemperatur-Entmagnetisierungskurve des Basismaterials getestet und überwacht werden müssen;
2. Flussmittelkonsistenz. Magnetischer Stahl wird als Magnetfeldquelle für den Rotor oder Stator des Motors verwendet. Wenn es einen Unterschied in der Konsistenz gibt, führt dies zu Vibrationen des Motors, verringert die Leistung und beeinträchtigt die Funktion des gesamten Motors. Daher hat der magnetische Stahl des Motors im Allgemeinen Anforderungen an die Konsistenz des magnetischen Flusses, und einige erfordern 5% innerhalb, einige erfordern innerhalb 3% oder sogar 2%. Faktoren, die sich auf die Konsistenz des magnetischen Flusses auswirken, müssen berücksichtigt werden, wie z. B. die Konsistenz des Restmagnetismus, die Konsistenz der Toleranzen und die Konsistenz der Fasenbeschichtungen.
3. Anpassungsfähigkeit. Die meisten oberflächenmontierten Magnete sind kachelförmig. Für den eingeschlossenen Winkel und das Radiant hat die konventionelle zweidimensionale Prüfmethode große Fehler oder ist schwierig zu prüfen. Zu diesem Zeitpunkt muss die Anpassungsfähigkeit in Betracht gezogen werden. Einige eng angeordnete Magnete erfordern Um den kumulativen Spalt zu kontrollieren, müssen einige schwalbenschwanzförmige oberflächenmontierte Magnete die Dichtheit der Montage berücksichtigen. Es ist am besten, eine Profilierungsvorrichtung entsprechend der Montagemethode des Benutzers anzufertigen, um die Eignung des Magnetstahls zu testen.
Das Einkaufspersonal muss sich auf die folgenden Punkte konzentrieren:
1. Markt für seltene Erden. Da die Einzelkosten des Motors den größten Teil ausmachen, war der Magnetstahl immer die Hauptquelle für die Senkung der Motorkosten. Da die Form des Motormagneten selbst relativ einfach ist, machen die Materialkosten den größten Anteil aus. Die Einkäufer müssen den Seltenerdmetallen jederzeit Aufmerksamkeit schenken. Marktbedingungen, um den Preistrend von Motormagneten zu verstehen;
2. Leistungsindikatoren. Die Form des Magnetstahls ist relativ einfach, und die Materialkosten machen einen großen Teil aus, so dass sich der Leistungsindex direkt auf die Menge der schweren Seltenen Erden im Magnetstahl auswirkt, was wiederum direkte Auswirkungen auf die Kosten des Magnetstahls hat;
3. Menge. Die meisten Motormagnete sind relativ groß, mit einer Länge von nur 10 mm bis hin zu mehr als 100 mm. Die Anzahl der aus einem Rohling hergestellten Stücke wird nicht sehr groß sein. Wenn die Nachfrage nicht groß ist, gibt es einen großen Abfall an Rohlingen auf Lager, und die Herstellung von festen Formen erfordert Das Problem der Umlage der Formkosten führt zu höheren Kosten.
Die Magie der Magnete
Wir wissen, dass der Hauptbestandteil des Magneten Eisenoxid ist. Ein gewöhnlicher kleiner Magnet wird aus schwarzem Eisenoxid hergestellt. Aufgrund der Beschaffenheit von Eisenoxid selbst ist seine Anziehungskraft auf Eisenobjekte jedoch nicht sehr stark, und sein Magnetismus wird mit der Zeit allmählich nachlassen. Wie kann man in diesem Fall einen Magneten herstellen, der eine stärkere Anziehungskraft hat und nicht so leicht zerfällt? Unter dieser Prämisse entstanden die NdFeB-Magnete.
Diese Art von Magneten mit Korrosionsschutzbehandlung und glänzender Oberfläche ist ein NdFeB-Magnet, dessen chemische Formel Nd2Fe14B lautet. Der am häufigsten verwendete NdFeB-Magnet besteht aus den drei Elementen Neodym, Eisen und Bor, die bei hoher Temperatur gesintert werden. Er ist der bisher magnetischste künstliche Magnet. Wenn das Kernelement des traditionellen Eisenoxids Eisen ist, dann ist der Grund für den starken Magnetismus der NdFeB-Magnete die Wirkung des Neodyms. Diese Metallstücke in der Abbildung unten sind Neodym:
Neodym (Klang nǚ) ist das vierte Element in der Familie der Lanthanide, die zu den Seltenen Erden gehören, und wie Eisen, Kobalt, Nickel und das bereits erwähnte Gadolinium kann es ebenfalls von Magneten angezogen werden. Außerdem ist Neodym unter den Lanthaniden das aktivere Element, so dass es genauso leicht oxidiert werden kann wie Eisen, weshalb die Oberfläche von NdFeB-Magneten beschichtet ist. Wenn Neodym zur Verstärkung des Magnetismus verwendet wird, sollte die Rolle von Bor nicht unterschätzt werden. Dieses schwarze Ding ist Bor:
Bor befindet sich im Periodensystem links vom Kohlenstoff, so dass sich in jüngster Zeit eine Borchemie entwickelt hat, die der kohlenstoffzentrierten organischen Chemie ähnelt. In NdFeB-Magneten fungiert Bor als Vermittler zwischen Neodym und Eisen. Bor sorgt für die Stabilität seiner Molekularstruktur und erweitert gleichzeitig den maximalen Magnetismus, den die Substanz erzeugen kann. Dadurch wird die magnetische Leistung des gesamten Magneten extrem hoch und er kann sogar Gegenstände aufnehmen, die dem 640-fachen seines Eigengewichts entsprechen.
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