A figura abaixo é um modelo simples do princípio de funcionamento de um íman de motor elétrico permanente.
Dois ímanes permanentes geram um campo magnético na bobina no centro, e à bobina é passada uma corrente.
A força electromagnética (regra da esquerda) será gerada sob a ação do campo magnético, e depois rodará.
O motor A parte rotativa é designada por rotor e a parte estacionária é designada por estator. Obviamente, o íman permanente na figura abaixo pertence ao estator, e a bobina pertence ao rotor.
Nas máquinas eléctricas rotativas, quando o íman permanente é o estator, o íman em forma de mosaico montado à superfície do arco exterior é fixado à caixa; quando o íman permanente é o rotor, o íman em forma de mosaico montado à superfície do arco interior é fixado ao núcleo do rotor. Quando o íman permanente é o rotor, o íman em forma de telha é fixado ao invólucro, ou incorporado no núcleo do rotor em forma de quadrado, como mostra a figura abaixo.
Para os motores lineares, os ímanes permanentes são principalmente quadrados e paralelogramos, e os motores lineares cilíndricos também utilizam ímanes em anel magnetizados axialmente.
Os ímanes permanentes dos motores têm as seguintes caraterísticas:
1. A forma não será demasiado complicada (exceto no caso de alguns micromotores, como os motores VCM), a maioria dos quais são rectangulares, em forma de telha, em forma de leque e em forma de pão. Especialmente com a premissa de reduzir o custo da conceção do motor, muitos deles utilizarão ímanes quadrados de aço incorporados;
2. A magnetização é relativamente simples, basicamente magnetização unipolar, e um circuito magnético multipolar é formado após a montagem. Se todo o anel for feito, como a ligação do anel magnético NdFeB ou o anel magnético prensado a quente, a magnetização por radiação multipolar é geralmente utilizada;
3. O núcleo dos requisitos técnicos reside principalmente na estabilidade a altas temperaturas, na consistência do fluxo magnético e na adaptabilidade. Os ímanes do rotor montados à superfície requerem uma boa afinidade com a cola. Os ímanes de motores lineares terão requisitos relativamente rigorosos em matéria de pulverização salina. Ímanes de energia eólica Os requisitos para a névoa salina serão mais rigorosos e o íman do motor de acionamento exigirá uma estabilidade muito boa a altas temperaturas;
4. O produto de energia magnética é aplicado em classes altas, médias e baixas, mas a força coerciva está maioritariamente no nível médio e alto. Atualmente, os tipos de aço magnético dos motores de tração dos veículos eléctricos são, na sua maioria, produtos de elevada energia magnética e elevada força coerciva, tais como 45UH, 48UH, 50UH, 42EH, 45EH, etc. O processo de difusão maduro é essencial;
5. Os ímanes de ligação segmentados têm sido amplamente utilizados no domínio dos motores de alta temperatura. O objetivo é melhorar o isolamento segmentar dos ímanes para reduzir a perda de corrente de Foucault dos ímanes quando o motor está em funcionamento, e alguns ímanes estarão na superfície. O revestimento epóxi é adicionado para aumentar o seu isolamento.
Principais itens de teste para ímanes de motores:
1. Estabilidade a altas temperaturas. Alguns clientes pedirão para medir o decaimento magnético do circuito aberto, e alguns clientes pedirão para medir o decaimento magnético do circuito semi-aberto. Quando o motor está a funcionar, o aço magnético tem de suportar o campo magnético inverso alternado, para além da alta temperatura, pelo que o decaimento magnético do produto acabado e a curva de desmagnetização a alta temperatura do material de base têm de ser testados e monitorizados;
2. Consistência do fluxo. O aço magnético é utilizado como fonte de campo magnético do rotor ou do estator do motor. Se houver uma diferença na consistência, isso causará vibração do motor, reduzirá a potência e afectará o funcionamento do motor em geral. Por conseguinte, o aço magnético do motor tem geralmente requisitos para a consistência do fluxo magnético, e alguns requerem 5% no interior, outros requerem 3% ou mesmo 2%. Os factores que afectam a consistência do fluxo magnético devem ser tidos em conta, tais como a consistência do magnetismo residual, a consistência das tolerâncias e a consistência dos revestimentos de chanfragem.
3. Adaptabilidade. A maioria dos ímanes montados à superfície tem a forma de uma telha. Para o ângulo e o radiano incluídos, o método de ensaio bidimensional convencional apresenta grandes erros ou é difícil de testar. Nesta altura, é necessário ter em conta a sua adaptabilidade. Para controlar a folga acumulada, o aço magnético montado à superfície em cauda de andorinha deve ter em conta a estanquicidade da montagem. É melhor fazer uma fixação de perfil de acordo com o método de montagem do utilizador para testar a adequação do aço magnético.
O pessoal de compras deve concentrar-se nos seguintes pontos:
1. Mercado de terras raras. Dado que o custo de um único artigo do motor representa a maior parte, o aço magnético foi sempre a principal fonte de redução dos custos do motor. Dado que a forma do íman do motor em si é relativamente simples, o custo do material representa a maior parte. Os compradores precisam de prestar atenção aos metais de terras raras em qualquer altura. Condições de mercado, a fim de compreender a tendência dos preços dos ímanes para motores;
2. Indicadores de desempenho. A forma do aço magnético é relativamente simples, e o custo do material representa uma grande proporção, pelo que o índice de desempenho afectará diretamente a quantidade de terras raras pesadas no aço magnético, afectando assim diretamente o custo do aço magnético;
3. Quantidade. A maior parte dos ímanes para motores são relativamente grandes, com um comprimento tão pequeno como 10 mm e tão grande como mais de 100 mm. O número de peças produzidas a partir de uma peça em bruto não será muito elevado, pelo que, quando a procura não é grande, haverá um grande desperdício de peças em bruto em stock, e a produção de moldes fixos exigirá O problema da repartição dos custos dos moldes resulta em custos mais elevados.
A magia dos ímanes
Sabemos que o principal componente do íman é o óxido férrico. Um pequeno íman normal é feito de óxido férrico preto. No entanto, devido à natureza do próprio óxido férrico, a sua atração por objectos de ferro não será demasiado forte e o seu magnetismo enfraquecerá gradualmente com o tempo. Neste caso, como podemos criar um íman com uma sucção mais forte e que não se deteriore facilmente? Com base nesta premissa, surgiram os ímanes NdFeB.
Este tipo de íman com tratamento anti-corrosão e superfície brilhante é o íman NdFeB e a sua fórmula química é Nd2Fe14B. O íman NdFeB mais utilizado é constituído por três elementos de neodímio, ferro e boro sinterizados a alta temperatura. É o íman artificial mais magnético até à data. Se o elemento central do óxido ferroso tradicional é o ferro, então a razão pela qual os ímanes NdFeB têm um magnetismo tão forte é o efeito do neodímio. Estes pedaços de metal na imagem abaixo são neodímio:
O neodímio (som nǚ) é o quarto elemento da família dos lantanídeos dos elementos de terras raras e, tal como o ferro, o cobalto, o níquel e o já referido gadolínio, também pode ser atraído por ímanes. Além disso, o neodímio é mais ativo entre os elementos lantanídeos, pelo que é tão fácil de oxidar como o ferro, razão pela qual a superfície dos ímanes NdFeB é revestida. Se o neodímio for utilizado para aumentar o magnetismo, o papel do boro não deve ser subestimado. Esta coisa preta é o boro:
O boro está localizado à esquerda do carbono na tabela periódica, pelo que surgiu recentemente uma química do boro semelhante à química orgânica centrada no carbono. Nos ímãs NdFeB, o boro atua como um mediador entre o neodímio e o ferro. Ao mesmo tempo que assegura a estabilidade da sua estrutura molecular, o boro expande grandemente o magnetismo máximo que a substância pode produzir, tornando o desempenho magnético de todo o íman extremamente elevado e permitindo-lhe mesmo apanhar objectos equivalentes a 640 vezes o seu próprio peso.
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