कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सचा "गाभा" - कायमस्वरूपी चुंबक

कायमस्वरूपी चुंबकीय मोटर्सचा विकास कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांच्या विकासाशी जवळून संबंधित आहे. कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांचे चुंबकीय गुणधर्म शोधून ते प्रत्यक्षात आणणारा चीन हा जगातील पहिला देश आहे. २००० वर्षांपूर्वी, चीनने कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांच्या चुंबकीय गुणधर्मांचा वापर कंपास बनवण्यासाठी केला, ज्याने नेव्हिगेशन, लष्करी आणि इतर क्षेत्रात मोठी भूमिका बजावली आणि प्राचीन चीनच्या चार महान शोधांपैकी एक बनला.

१९२० च्या दशकात दिसणारी जगातील पहिली मोटर ही एक स्थायी चुंबक मोटर होती जी उत्तेजित चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी स्थायी चुंबकांचा वापर करत असे. तथापि, त्या वेळी वापरले जाणारे स्थायी चुंबक पदार्थ नैसर्गिक चुंबक (Fe3O4) होते, ज्याची चुंबकीय ऊर्जा घनता खूपच कमी होती. त्यापासून बनवलेली मोटर आकाराने मोठी होती आणि लवकरच त्याची जागा विद्युत उत्तेजित मोटरने घेतली.

विविध मोटर्सच्या जलद विकासामुळे आणि सध्याच्या मॅग्नेटायझर्सच्या शोधासह, लोकांनी कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांच्या यंत्रणा, रचना आणि उत्पादन तंत्रज्ञानावर सखोल संशोधन केले आहे आणि कार्बन स्टील, टंगस्टन स्टील (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन सुमारे 2.7 kJ/m3) आणि कोबाल्ट स्टील (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन सुमारे 7.2 kJ/m3) सारख्या विविध कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांचा शोध लावला आहे.

विशेषतः, १९३० च्या दशकात अॅल्युमिनियम निकेल कोबाल्ट स्थायी चुंबक (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन ८५ kJ/m3 पर्यंत पोहोचू शकते) आणि १९५० च्या दशकात फेराइट स्थायी चुंबक (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन ४० kJ/m3 पर्यंत पोहोचू शकते) दिसल्याने चुंबकीय गुणधर्मांमध्ये मोठ्या प्रमाणात सुधारणा झाली आहे आणि विविध सूक्ष्म आणि लहान मोटर्सनी कायमस्वरूपी चुंबक उत्तेजनाचा वापर करण्यास सुरुवात केली आहे. कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सची शक्ती काही मिलीवॅट्सपासून दहा किलोवॅट्सपर्यंत असते. ते लष्करी, औद्योगिक आणि कृषी उत्पादन आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात आणि त्यांचे उत्पादन नाटकीयरित्या वाढले आहे.

त्यानुसार, या काळात, कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सच्या डिझाइन सिद्धांत, गणना पद्धती, चुंबकीकरण आणि उत्पादन तंत्रज्ञानात प्रगती झाली आहे, ज्यामुळे कायमस्वरूपी चुंबक कार्यरत आकृती आकृती पद्धतीद्वारे दर्शविलेल्या विश्लेषण आणि संशोधन पद्धतींचा एक संच तयार झाला आहे. तथापि, AlNiCo कायमस्वरूपी चुंबकांची जबरदस्ती शक्ती कमी आहे (36-160 kA/m), आणि फेराइट कायमस्वरूपी चुंबकांची अवशेष चुंबकीय घनता जास्त नाही (0.2-0.44 T), जी मोटर्समध्ये त्यांच्या अनुप्रयोग श्रेणी मर्यादित करते.

१९६० आणि १९८० च्या दशकातच दुर्मिळ पृथ्वी कोबाल्ट स्थायी चुंबक आणि निओडीमियम लोह बोरॉन स्थायी चुंबक (एकत्रितपणे दुर्मिळ पृथ्वी स्थायी चुंबक म्हणून ओळखले जातात) एकामागून एक बाहेर आले. उच्च अवशेष चुंबकीय घनता, उच्च जबरदस्ती बल, उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि रेषीय डीमॅग्नेटायझेशन वक्र हे त्यांचे उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्म मोटर्सच्या निर्मितीसाठी विशेषतः योग्य आहेत, त्यामुळे कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सच्या विकासाला एका नवीन ऐतिहासिक काळात प्रवेश मिळाला.

१.कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थ

मोटर्समध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांमध्ये सिंटर्ड मॅग्नेट आणि बॉन्डेड मॅग्नेट यांचा समावेश होतो, मुख्य प्रकार म्हणजे अॅल्युमिनियम निकेल कोबाल्ट, फेराइट, समारियम कोबाल्ट, निओडीमियम आयर्न बोरॉन इ.

अल्निको: अल्निको परमनंट मॅग्नेट मटेरियल हे सर्वात आधी वापरल्या जाणाऱ्या कायमस्वरूपी मॅग्नेट मटेरियलपैकी एक आहे आणि त्याची तयारी प्रक्रिया आणि तंत्रज्ञान तुलनेने परिपक्व आहे.

कायमस्वरूपी फेराइट: १९५० च्या दशकात, फेराइटची भरभराट होऊ लागली, विशेषतः १९७० च्या दशकात, जेव्हा चांगल्या जबरदस्ती आणि चुंबकीय ऊर्जा कार्यक्षमतेसह स्ट्रॉन्टियम फेराइटचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन सुरू झाले, ज्यामुळे कायमस्वरूपी फेराइटचा वापर झपाट्याने वाढू लागला. धातू नसलेले चुंबकीय पदार्थ म्हणून, फेराइटमध्ये सोपे ऑक्सिडेशन, कमी क्युरी तापमान आणि धातूच्या कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांची उच्च किंमत हे तोटे नाहीत, म्हणून ते खूप लोकप्रिय आहे.

समारियम कोबाल्ट: उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्मांसह एक कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थ जो १९६० च्या दशकाच्या मध्यात उदयास आला आणि त्याची कार्यक्षमता खूप स्थिर आहे. समारियम कोबाल्ट विशेषतः चुंबकीय गुणधर्मांच्या बाबतीत मोटर्स तयार करण्यासाठी योग्य आहे, परंतु त्याच्या उच्च किंमतीमुळे, ते प्रामुख्याने विमानचालन, अवकाश आणि शस्त्रे यासारख्या लष्करी मोटर्सच्या संशोधन आणि विकासात आणि उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रातील मोटर्समध्ये वापरले जाते जिथे उच्च कार्यक्षमता आणि किंमत मुख्य घटक नाहीत.

NdFeB: NdFeB चुंबकीय पदार्थ हा निओडायमियम, लोह ऑक्साईड इत्यादींचा मिश्रधातू आहे, ज्याला चुंबकीय स्टील असेही म्हणतात. त्यात अत्यंत उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि जबरदस्ती शक्ती आहे. त्याच वेळी, उच्च ऊर्जा घनतेचे फायदे NdFeB स्थायी चुंबक पदार्थांना आधुनिक उद्योग आणि इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात, ज्यामुळे उपकरणे, इलेक्ट्रोअकॉस्टिक मोटर्स, चुंबकीय पृथक्करण आणि चुंबकीकरण यासारख्या उपकरणांचे सूक्ष्मीकरण, हलके आणि पातळ करणे शक्य होते. त्यात मोठ्या प्रमाणात निओडायमियम आणि लोह असल्याने, ते गंजणे सोपे आहे. पृष्ठभागावरील रासायनिक निष्क्रियीकरण हा सध्याच्या सर्वोत्तम उपायांपैकी एक आहे.

गंज प्रतिकार, कमाल ऑपरेटिंग तापमान, प्रक्रिया कार्यक्षमता, डीमॅग्नेटायझेशन वक्र आकार,

आणि मोटर्ससाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या कायमस्वरूपी चुंबकीय पदार्थांची किंमत तुलना (आकृती)

2.मोटर कामगिरीवर चुंबकीय स्टीलचा आकार आणि सहनशीलतेचा प्रभाव

१. चुंबकीय स्टीलच्या जाडीचा प्रभाव

जेव्हा आतील किंवा बाह्य चुंबकीय सर्किट निश्चित केले जाते तेव्हा हवेतील अंतर कमी होते आणि जाडी वाढली की प्रभावी चुंबकीय प्रवाह वाढतो. याचे स्पष्ट प्रकटीकरण म्हणजे त्याच अवशिष्ट चुंबकत्वाखाली नो-लोड गती कमी होते आणि नो-लोड प्रवाह कमी होतो आणि मोटरची कमाल कार्यक्षमता वाढते. तथापि, त्याचे तोटे देखील आहेत, जसे की मोटरचे वाढलेले कम्युटेशन कंपन आणि मोटरची तुलनेने जास्त कार्यक्षमता वक्र. म्हणून, कंपन कमी करण्यासाठी मोटरच्या चुंबकीय स्टीलची जाडी शक्य तितकी सुसंगत असावी.

२. चुंबकीय स्टीलच्या रुंदीचा प्रभाव

जवळच्या अंतरावर असलेल्या ब्रशलेस मोटर मॅग्नेटसाठी, एकूण संचयी अंतर 0.5 मिमी पेक्षा जास्त असू शकत नाही. जर ते खूप लहान असेल तर ते स्थापित केले जाणार नाही. जर ते खूप मोठे असेल तर मोटर कंपन करेल आणि कार्यक्षमता कमी करेल. कारण चुंबकाची स्थिती मोजणाऱ्या हॉल घटकाची स्थिती चुंबकाच्या वास्तविक स्थितीशी जुळत नाही आणि रुंदी सुसंगत असणे आवश्यक आहे, अन्यथा मोटरची कार्यक्षमता कमी असेल आणि कंपन जास्त असेल.

ब्रश केलेल्या मोटर्ससाठी, चुंबकांमध्ये एक विशिष्ट अंतर असते, जे यांत्रिक कम्युटेशन ट्रान्झिशन झोनसाठी राखीव असते. जरी अंतर असले तरी, बहुतेक उत्पादक मोटर चुंबकाची अचूक स्थापना स्थिती सुनिश्चित करण्यासाठी स्थापना अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी कठोर चुंबक स्थापना प्रक्रिया करतात. जर चुंबकाची रुंदी ओलांडली तर ती स्थापित केली जाणार नाही; जर चुंबकाची रुंदी खूप लहान असेल तर त्यामुळे चुंबक चुकीच्या पद्धतीने संरेखित होईल, मोटर अधिक कंपन करेल आणि कार्यक्षमता कमी होईल.

३. चुंबकीय स्टील चेम्फर आकार आणि नॉन-चेम्फरचा प्रभाव

जर चेम्फर केले नाही तर, मोटरच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या काठावर असलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या बदलाचा दर मोठा असेल, ज्यामुळे मोटरचे स्पंदन होईल. चेम्फर जितका मोठा असेल तितका कंपन कमी होईल. तथापि, चेम्फरिंगमुळे सामान्यतः चुंबकीय प्रवाहात काही प्रमाणात नुकसान होते. काही वैशिष्ट्यांसाठी, चेम्फर ०.८ असताना चुंबकीय प्रवाहाचे नुकसान ०.५~१.५% असते. कमी अवशिष्ट चुंबकत्व असलेल्या ब्रश केलेल्या मोटर्ससाठी, चेम्फरचा आकार योग्यरित्या कमी केल्याने अवशिष्ट चुंबकत्वाची भरपाई होण्यास मदत होईल, परंतु मोटरचे स्पंदन वाढेल. सर्वसाधारणपणे, जेव्हा अवशिष्ट चुंबकत्व कमी असते, तेव्हा लांबीच्या दिशेने सहनशीलता योग्यरित्या वाढवता येते, ज्यामुळे प्रभावी चुंबकीय प्रवाह काही प्रमाणात वाढू शकतो आणि मोटरची कार्यक्षमता मूलतः अपरिवर्तित राहू शकते.

३. कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सवरील टिपा

१. चुंबकीय सर्किट रचना आणि डिझाइन गणना

विविध स्थायी चुंबकीय पदार्थांच्या चुंबकीय गुणधर्मांना, विशेषतः दुर्मिळ पृथ्वी स्थायी चुंबकांच्या उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्मांना पूर्ण खेळ देण्यासाठी आणि किफायतशीर स्थायी चुंबक मोटर्स तयार करण्यासाठी, पारंपारिक स्थायी चुंबक मोटर्स किंवा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उत्तेजना मोटर्सच्या रचना आणि डिझाइन गणना पद्धती लागू करणे शक्य नाही. चुंबकीय सर्किट संरचनेचे पुनर्विश्लेषण आणि सुधारणा करण्यासाठी नवीन डिझाइन संकल्पना स्थापित केल्या पाहिजेत. संगणक हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर तंत्रज्ञानाच्या जलद विकासासह, तसेच इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड संख्यात्मक गणना, ऑप्टिमायझेशन डिझाइन आणि सिम्युलेशन तंत्रज्ञान यासारख्या आधुनिक डिझाइन पद्धतींमध्ये सतत सुधारणा आणि मोटर शैक्षणिक आणि अभियांत्रिकी समुदायांच्या संयुक्त प्रयत्नांद्वारे, स्थायी चुंबक मोटर्सच्या डिझाइन सिद्धांत, गणना पद्धती, संरचनात्मक प्रक्रिया आणि नियंत्रण तंत्रज्ञानात प्रगती झाली आहे, ज्यामुळे विश्लेषण आणि संशोधन पद्धतींचा संपूर्ण संच तयार झाला आहे आणि संगणक-सहाय्यित विश्लेषण आणि डिझाइन सॉफ्टवेअर जे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड संख्यात्मक गणना आणि समतुल्य चुंबकीय सर्किट विश्लेषणात्मक समाधान एकत्र करते आणि सतत सुधारित केले जात आहे.

२. अपरिवर्तनीय डीमॅग्नेटायझेशन समस्या

जर डिझाइन किंवा वापर अयोग्य असेल, तर कायमस्वरूपी चुंबक मोटर अपरिवर्तनीय डीमॅग्नेटायझेशन किंवा डीमॅग्नेटायझेशन निर्माण करू शकते, जेव्हा तापमान खूप जास्त असते (NdFeB कायमस्वरूपी चुंबक) किंवा खूप कमी असते (फेराइट कायमस्वरूपी चुंबक), प्रभाव प्रवाहामुळे होणाऱ्या आर्मेचर अभिक्रिया अंतर्गत किंवा तीव्र यांत्रिक कंपन अंतर्गत, ज्यामुळे मोटरची कार्यक्षमता कमी होईल आणि ती निरुपयोगी देखील होईल. म्हणून, कायमस्वरूपी चुंबक सामग्रीची थर्मल स्थिरता तपासण्यासाठी आणि विविध संरचनात्मक स्वरूपांच्या अँटी-डिमॅग्नेटायझेशन क्षमतांचे विश्लेषण करण्यासाठी मोटर उत्पादकांसाठी योग्य पद्धती आणि उपकरणे अभ्यासणे आणि विकसित करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून कायमस्वरूपी चुंबक मोटर चुंबकत्व गमावत नाही याची खात्री करण्यासाठी डिझाइन आणि उत्पादनादरम्यान संबंधित उपाययोजना करता येतील.

३.खर्चाचे प्रश्न

दुर्मिळ पृथ्वीवरील कायमस्वरूपी चुंबक अजूनही तुलनेने महाग असल्याने, दुर्मिळ पृथ्वीवरील कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सची किंमत सामान्यतः इलेक्ट्रिक उत्तेजना मोटर्सपेक्षा जास्त असते, ज्याची भरपाई त्यांच्या उच्च कामगिरीने आणि ऑपरेटिंग खर्चात बचत करून करावी लागते. काही प्रसंगी, जसे की संगणक डिस्क ड्राइव्हसाठी व्हॉइस कॉइल मोटर्स, NdFeB कायमस्वरूपी चुंबकांचा वापर कामगिरी सुधारतो, आकारमान आणि वस्तुमान लक्षणीयरीत्या कमी करतो आणि एकूण खर्च कमी करतो. डिझाइन करताना, विशिष्ट वापराच्या प्रसंगांवर आणि आवश्यकतांवर आधारित कामगिरी आणि किंमतीची तुलना करणे आणि संरचनात्मक प्रक्रियांमध्ये नवीनता आणणे आणि खर्च कमी करण्यासाठी डिझाइन ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक आहे.

अनहुई मिंगटेंग परमनंट मॅग्नेट इलेक्ट्रोमेकॅनिकल इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड (https://www.mingtengmotor.com/). कायमस्वरूपी चुंबक मोटर चुंबकीय स्टीलचा डीमॅग्नेटायझेशन दर प्रति वर्ष एक हजारव्या भागापेक्षा जास्त नाही.

आमच्या कंपनीच्या कायमस्वरूपी चुंबक मोटर रोटरचे कायमस्वरूपी चुंबकीय मटेरियल उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि उच्च आंतरिक जबरदस्ती सिंटर्ड NdFeB वापरते आणि पारंपारिक ग्रेड N38SH, N38UH, N40UH, N42UH इत्यादी आहेत. उदाहरण म्हणून आमच्या कंपनीचा सामान्यतः वापरला जाणारा ग्रेड N38SH घ्या: 38- 38MGOe चे कमाल चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन दर्शवते; SH 150℃ चे कमाल तापमान प्रतिरोध दर्शवते. UH चा कमाल तापमान प्रतिकार 180℃ आहे. कंपनीने चुंबकीय स्टील असेंब्लीसाठी व्यावसायिक टूलिंग आणि मार्गदर्शक फिक्स्चर डिझाइन केले आहेत आणि वाजवी माध्यमांनी एकत्रित केलेल्या चुंबकीय स्टीलच्या ध्रुवीयतेचे गुणात्मक विश्लेषण केले आहे, जेणेकरून प्रत्येक स्लॉट चुंबकीय स्टीलचे सापेक्ष चुंबकीय प्रवाह मूल्य जवळ असेल, जे चुंबकीय सर्किटची सममिती आणि चुंबकीय स्टील असेंब्लीची गुणवत्ता सुनिश्चित करते.

कॉपीराइट: हा लेख WeChat सार्वजनिक क्रमांक "आजची मोटार" चा पुनर्मुद्रण आहे, मूळ लिंक https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg

हा लेख आमच्या कंपनीच्या विचारांचे प्रतिनिधित्व करत नाही. जर तुमचे मत किंवा दृष्टिकोन वेगळे असतील तर कृपया आम्हाला दुरुस्त करा!