Неодамна, како што технологијата се развива кон висока фреквенција и голема брзина, губењето на вртложните струи на магнети стана голем проблем. Особено наНеодимиумско железо бор(NdFeB) иСамариум кобалт(SmCo) магнети, се полесно под влијание на температурата. Губењето на вртложните струи стана голем проблем.
Овие вртложни струи секогаш резултираат со генерирање топлина, а потоа и деградација на перформансите кај моторите, генераторите и сензорите. Технологијата на магнети против вртложни струи обично го потиснува создавањето на виртуелна струја или го потиснува движењето на индуцираната струја.
„Magnet Power“ е развиена технологија против вртложни струи на магнети NdFeB и SmCo.
Еди струи
Вртливите струи се генерираат во спроводливи материјали кои се во наизменично електрично поле или наизменично магнетно поле. Според законот на Фарадеј, наизменични магнетни полиња создаваат електрична енергија и обратно. Во индустријата, овој принцип се користи во металуршкото топење. Преку индукција со средна фреквенција, спроводливите материјали во садот, како што се Fe и другите метали, се индуцираат да генерираат топлина и на крајот цврстите материјали се топат.
Отпорноста на магнетите NdFeB, магнетите SmCo или магнетите Alnico е секогаш многу мала. Прикажано во табела 1. Затоа, ако овие магнети работат во електромагнетни уреди, интеракцијата помеѓу магнетниот тек и спроводливите компоненти многу лесно генерира вртложни струи.
Табела 1 Отпорност на NdFeB магнети, SmCo магнети или Alnico магнети
| Магнети | Rезитивност (мΩ·см) |
| Алнико | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Според законот на Ленц, вртложните струи генерирани во магнетите NdFeB и SmCo, доведуваат до неколку несакани ефекти:
● Загуба на енергија: Поради вртложни струи, дел од магнетната енергија се претвора во топлина, со што се намалува ефикасноста на уредот. На пример, загубата на железо и загубата на бакар поради виртуелната струја е главниот фактор на ефикасноста на моторите. Во контекст на намалување на емисијата на јаглерод, подобрувањето на ефикасноста на моторите е многу важно.
● Создавање топлина и демагнетизација: И NdFeB и SmCo магнетите имаат максимална работна температура, што е критичен параметар на постојаните магнети. Топлината генерирана од загубата на вртложни струи предизвикува зголемување на температурата на магнетите. Откако ќе се надмине максималната работна температура, ќе дојде до демагнетизација, што на крајот ќе доведе до намалување на функцијата на уредот или сериозни проблеми со перформансите.
Особено по развојот на моторите со голема брзина, како што се моторите со магнетни лежишта и моторите со воздушни лежишта, проблемот со демагнетизација на роторите стана поистакнат. Слика 1 го прикажува роторот на мотор со воздушно лежиште со брзина од30.000Вртежи во минута. Температурата на крајот се зголеми за околу500°C, што резултира со демагнетизација на магнетите.
Сл1. a и c е дијаграмот на магнетното поле и распределбата на нормалниот ротор, соодветно.
b и d е дијаграм на магнетното поле и дистрибуција на демагнетизираниот ротор, соодветно.
Понатаму, магнетите NdFeB имаат ниска температура на Кири (~ 320°C), што ги прави демагнетизирани. Кури температурите на магнетите SmCo се движат помеѓу 750-820°C. NdFeB е полесно да биде под влијание на виртуелната струја отколку SmCo.
Тековни технологии против вртлози
Развиени се неколку методи за намалување на вртложните струи во магнетите NdFeB и SmCo. Првиот метод е да се промени составот и структурата на магнетите за да се зголеми отпорноста. Вториот метод кој секогаш се користи во инженерството за да се наруши формирањето на големи јамки со вртложни струи.
1. Подобрете ја отпорноста на магнетите
Gabay и други се додадени CaF2, B2O3 на магнетите SmCo за да се подобри отпорноста, која е зголемена од 130 μΩ cm на 640 μΩ cm. Сепак, (BH)max и Br значително се намалија.
2. Ламиниране на магнети
Ламинирањето на магнетите е најефективниот метод во инженерството.
Магнетите беа исечени на тенки слоеви и потоа се залепија заедно. Интерфејсот помеѓу две парчиња магнети е изолационен лепак. Електричната патека за вртложните струи е нарушена. Оваа технологија е широко користена во мотори и генератори со голема брзина. „Magnet Power“ се развиени многу технологии за подобрување на отпорноста на магнетите. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Првиот критичен параметар е отпорноста. Отпорноста на ламинираните магнети NdFeB и SmCo произведени од „Magnet Power“ е поголема од 2 MΩ·cm. Овие магнети можат значително да ја инхибираат спроводливоста на струјата во магнетот и потоа да го потиснат создавањето на топлина.
Вториот параметар е дебелината на лепилото помеѓу парчињата магнети. Ако дебелината на слојот за лепило е премногу поголема, тоа ќе предизвика намалување на волуменот на магнетот, што ќе резултира со намалување на целокупниот магнетен флукс. „Magnet Power“ може да произведе ламинирани магнети со дебелина на слојот од лепак од 0,05 mm.
3. Обложување со материјали со висока отпорност
На површината на магнетите секогаш се нанесуваат изолациски премази за да се зголеми отпорноста на магнетите. Овие облоги делуваат како бариери, за да се намали протокот на вртложни струи на површината на магнетот. Како што се епоксидни или париленски, керамички премази секогаш се користат.
Предности на технологијата против вртложни струи
Технологијата против вртложни струи е суштинска применета во многу апликации со магнети NdFeB и SmCo. Вклучувајќи:
● Хмотори со голема брзина: Кај моторите со голема брзина, што значи дека брзината е помеѓу 30.000-200.000 RPM, за да се потисне виртуелната струја и да се намали топлината е клучниот услов. Слика 3 ја прикажува споредбената температура на нормалниот SmCo магнет и против вртложната струја SmCo во 2600Hz. Кога температурата на нормалните SmCo магнети (лево црвено) надминува 300℃, температурата на SmCo магнетите против вртложни струи (десно буле еден) не надминува 150℃.
●Машини за МРИ: Намалувањето на вртложните струи е од клучно значење при МНР за одржување на стабилноста на системите.
Технологијата против вртложни струи е многу важна за подобрување на перформансите на магнетите NdFeB и SmCo во многу апликации. Со користење на технологии за ламинација, сегментација и обложување, вртложните струи може значително да се намалат во „Магнетна моќност“. Магнетите против вртложни струи NdFeB и SmCo можат да се применат во современите електромагнетни системи.
Време на објавување: 23-ти септември 2024 година
