La figure ci-dessous est un modèle simple du principe de fonctionnement d'un aimant de moteur électrique permanent.
Deux aimants permanents génèrent un champ magnétique au niveau de la bobine située au centre, et la bobine est parcourue par un courant.
La force électromagnétique (règle de gauche) sera générée sous l'action du champ magnétique, puis tournera.
Le moteur La partie tournante s'appelle le rotor et la partie fixe s'appelle le stator. Il est évident que l'aimant permanent de la figure ci-dessous appartient au stator et que la bobine appartient au rotor.
Pour les machines électriques tournantes, lorsque l'aimant permanent est le stator, l'arc extérieur de l'aimant en forme de tuile monté en surface est fixé au boîtier ; lorsque l'aimant permanent est le rotor, l'arc intérieur de l'aimant en forme de tuile monté en surface est fixé au noyau du rotor. Lorsque l'aimant permanent est le rotor, l'aimant en forme de tuile monté en surface sur l'arc intérieur est fixé au noyau du rotor.
Pour les moteurs linéaires, les aimants permanents sont principalement carrés et parallélogrammes, et les moteurs linéaires cylindriques utilisent également des aimants annulaires à magnétisation axiale.
Les aimants de moteur à aimant permanent présentent les caractéristiques suivantes :
1. La forme ne sera pas trop compliquée (à l'exception de certains micromoteurs, tels que les moteurs VCM), la plupart d'entre eux étant rectangulaires, en forme de tuile, en forme d'éventail et en forme de pain. En particulier, pour réduire le coût de conception des moteurs, nombre d'entre eux utiliseront des aimants carrés encastrés en acier ;
2. La magnétisation est relativement simple, essentiellement unipolaire, et un circuit magnétique multipolaire est formé après l'assemblage. Si l'anneau entier est fabriqué, comme l'anneau magnétique NdFeB de collage ou l'anneau magnétique pressé à chaud, la magnétisation par radiation multipolaire est généralement utilisée ;
3. Le cœur des exigences techniques réside principalement dans la stabilité à haute température, la constance du flux magnétique et l'adaptabilité. Les aimants de rotor montés en surface devront avoir une bonne affinité avec la colle. Les aimants pour moteurs linéaires devront répondre à des exigences relativement strictes en matière de brouillard salin. Aimants pour éoliennes Les exigences en matière de brouillard salin seront plus strictes, et l'aimant du moteur d'entraînement devra présenter une très bonne stabilité à haute température ;
4. Le produit d'énergie magnétique est appliqué dans des qualités élevées, moyennes et faibles, mais la force coercitive se situe principalement à un niveau moyen et haut de gamme. Actuellement, les qualités d'acier magnétique des moteurs d'entraînement des véhicules électriques sont principalement des produits à haute énergie magnétique et à force coercitive élevée, tels que 45UH, 48UH, 50UH, 42EH, 45EH, etc. Un processus de diffusion mature est essentiel ;
5. Les aimants à collage segmenté ont été largement utilisés dans le domaine des moteurs à haute température. L'objectif est d'améliorer l'isolation segmentaire des aimants afin de réduire la perte par courant de Foucault des aimants lorsque le moteur tourne et que certains aimants sont en surface. Un revêtement époxy est ajouté pour améliorer l'isolation.
Principaux éléments de test pour les aimants de moteur :
1. Stabilité à haute température. Certains clients demanderont de mesurer la décroissance magnétique en circuit ouvert et d'autres la décroissance magnétique en circuit semi-ouvert. Lorsque le moteur tourne, l'acier magnétique doit supporter le champ magnétique alternatif inverse en plus d'une température élevée, de sorte que la décroissance magnétique du produit fini et la courbe de démagnétisation à haute température du matériau de base doivent être testées et contrôlées ;
2. Cohérence du flux. L'acier magnétique est utilisé comme source de champ magnétique du rotor ou du stator du moteur. S'il y a une différence de consistance, cela provoquera des vibrations du moteur, réduira la puissance et affectera le fonctionnement de l'ensemble du moteur. C'est pourquoi l'acier magnétique du moteur a généralement des exigences en matière de consistance du flux magnétique, certains exigeant 5%, d'autres 3% ou même 2%. Les facteurs qui affectent la constance du flux magnétique doivent être pris en compte, tels que la constance du magnétisme résiduel, la constance des tolérances et la constance des revêtements de chanfreinage.
3. Adaptabilité. La plupart des aimants montés en surface sont en forme de tuile. Pour l'angle et le radian inclus, la méthode d'essai bidimensionnelle conventionnelle présente de grandes erreurs ou est difficile à tester. À l'heure actuelle, son adaptabilité doit être prise en compte. Pour contrôler l'écart accumulé, certains aimants montés en surface en queue d'aronde doivent tenir compte de l'étanchéité de l'assemblage. Il est préférable de fabriquer un dispositif de profilage selon la méthode d'assemblage de l'utilisateur pour tester l'adéquation de l'acier magnétique.
Le personnel chargé des achats doit se concentrer sur les points suivants :
1. Marché des terres rares. Étant donné que le coût individuel du moteur représente la plus grande partie, l'acier de l'aimant a toujours été la principale source de réduction du coût du moteur. La forme de l'aimant du moteur étant relativement simple, le coût du matériau représente la plus grande part. Les acheteurs doivent être attentifs aux métaux des terres rares à tout moment. Les conditions du marché, afin de comprendre la tendance du prix des aimants de moteur ;
2. Indicateurs de performance. La forme de l'acier magnétique est relativement simple, et le coût des matériaux représente une grande partie, de sorte que l'indice de performance affectera directement la quantité de terres rares lourdes dans l'acier magnétique, ce qui aura une incidence directe sur le coût de l'acier magnétique ;
3. Quantité. La plupart des aimants de moteur sont relativement grands, avec une longueur aussi petite que 10 mm et aussi grande que plus de 100 mm. Le nombre de pièces produites à partir d'une ébauche ne sera pas très élevé, de sorte que lorsque la demande n'est pas importante, il y aura un grand gaspillage d'ébauches en stock, et la production de moules fixes nécessitera plus de temps et d'argent.
La magie des aimants
Nous savons que le principal composant de l'aimant est l'oxyde ferrique. Un petit aimant ordinaire est fait d'oxyde ferrique noir. Toutefois, en raison de la nature même de l'oxyde ferrique, son attraction pour les objets en fer ne sera pas très forte et son magnétisme s'affaiblira progressivement avec le temps. Dans ce cas, comment pouvons-nous fabriquer un aimant qui exerce une plus forte attraction et qui ne se dégrade pas facilement ? C'est en partant de ce principe que les aimants NdFeB ont vu le jour.
Ce type d'aimant avec traitement anticorrosion et surface brillante est un aimant NdFeB, dont la formule chimique est Nd2Fe14B. L'aimant NdFeB le plus couramment utilisé est composé de trois éléments (néodyme, fer et bore) frittés à haute température. Il s'agit de l'aimant artificiel le plus magnétique à ce jour. Si l'élément central de l'oxyde ferroferrique traditionnel est le fer, la raison pour laquelle les aimants NdFeB ont un magnétisme aussi puissant est l'effet du néodyme. Ces morceaux de métal dans l'image ci-dessous sont du néodyme :
Le néodyme (son nǚ) est le quatrième élément de la famille des lanthanides, les terres rares. Comme le fer, le cobalt, le nickel et le gadolinium susmentionné, il peut également être attiré par les aimants. En outre, le néodyme est le plus actif des éléments lanthanides, il est donc aussi facile à oxyder que le fer, ce qui explique pourquoi la surface des aimants NdFeB est recouverte d'un revêtement. Si le néodyme est utilisé pour renforcer le magnétisme, le rôle du bore ne doit pas être sous-estimé. Cette chose noire est le bore :
Le bore est situé à gauche du carbone dans le tableau périodique, de sorte qu'une chimie du bore similaire à la chimie organique centrée sur le carbone a récemment vu le jour. Dans les aimants NdFeB, le bore joue le rôle de médiateur entre le néodyme et le fer. Tout en assurant la stabilité de sa structure moléculaire, le bore augmente considérablement le magnétisme maximal que la substance peut produire, ce qui rend les performances magnétiques de l'aimant entier extrêmement élevées et lui permet même de ramasser des objets équivalant à 640 fois son propre poids.
Produits apparentés
