स्थायी चुंबक मोटर्सचा "कोर" - कायम चुंबक

कायम चुंबक मोटर्सचा विकास कायम चुंबक सामग्रीच्या विकासाशी जवळचा संबंध आहे. कायमस्वरूपी चुंबक सामग्रीचे चुंबकीय गुणधर्म शोधून त्यांचा व्यवहारात वापर करणारा चीन हा जगातील पहिला देश आहे. 2,000 पेक्षा जास्त वर्षांपूर्वी, चीनने कंपास बनवण्यासाठी स्थायी चुंबक सामग्रीच्या चुंबकीय गुणधर्मांचा वापर केला, ज्याने नेव्हिगेशन, लष्करी आणि इतर क्षेत्रात मोठी भूमिका बजावली आणि प्राचीन चीनच्या चार महान शोधांपैकी एक बनले.

जगातील पहिली मोटर, जी 1920 च्या दशकात दिसली, ती कायम चुंबक मोटर होती जी उत्तेजित चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी कायम चुंबकांचा वापर करते. तथापि, त्या वेळी वापरलेली कायम चुंबक सामग्री नैसर्गिक मॅग्नेटाइट (Fe3O4) होती, ज्याची चुंबकीय ऊर्जा घनता खूपच कमी होती. त्यातून बनवलेली मोटर आकाराने मोठी होती आणि लवकरच त्याची जागा इलेक्ट्रिक एक्सिटेशन मोटरने घेतली.

विविध मोटर्सचा वेगवान विकास आणि सध्याच्या मॅग्नेटायझर्सच्या शोधामुळे, लोकांनी कायम चुंबकीय सामग्रीची यंत्रणा, रचना आणि उत्पादन तंत्रज्ञान यावर सखोल संशोधन केले आहे आणि कार्बन स्टील, टंगस्टन यांसारख्या कायमस्वरूपी चुंबकीय सामग्रीचा शोध लावला आहे. स्टील (सुमारे 2.7 kJ/m3 चे कमाल चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन), आणि कोबाल्ट स्टील (सुमारे 7.2 kJ/m3 चे कमाल चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन).

विशेषतः, 1930 च्या दशकात ॲल्युमिनियम निकेल कोबाल्ट स्थायी चुंबक (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन 85 kJ/m3 पर्यंत पोहोचू शकते) आणि 1950 मध्ये फेराइट स्थायी चुंबक (जास्तीत जास्त चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन 40 kJ/m3 पर्यंत पोहोचू शकते) चे चुंबकीय गुणधर्म मोठ्या प्रमाणात सुधारले आहेत. , आणि विविध सूक्ष्म आणि लहान मोटर्सने कायमस्वरूपी चुंबक उत्तेजना वापरण्यास सुरुवात केली आहे. कायम चुंबक मोटर्सची शक्ती काही मिलीवॅट्सपासून दहापट किलोवॅट्सपर्यंत असते. ते लष्करी, औद्योगिक आणि कृषी उत्पादन आणि दैनंदिन जीवनात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात आणि त्यांचे उत्पादन नाटकीयरित्या वाढले आहे.

त्या अनुषंगाने, या कालावधीत, स्थायी चुंबकीय मोटर्सचे डिझाइन सिद्धांत, गणना पद्धती, चुंबकीकरण आणि मॅन्युफॅक्चरिंग तंत्रज्ञानामध्ये प्रगती केली गेली आहे, स्थायी चुंबक कार्यरत आकृती रेखाचित्र पद्धतीद्वारे प्रस्तुत विश्लेषण आणि संशोधन पद्धतींचा एक संच तयार केला आहे. तथापि, AlNiCo कायम चुंबकाची सक्तीची शक्ती कमी असते (36-160 kA/m), आणि फेराइट स्थायी चुंबकांची उर्वरित चुंबकीय घनता जास्त नसते (0.2-0.44 T), जे मोटर्समध्ये त्यांची अनुप्रयोग श्रेणी मर्यादित करते.

1960 आणि 1980 च्या दशकापर्यंत दुर्मिळ पृथ्वी कोबाल्ट स्थायी चुंबक आणि निओडीमियम लोह बोरॉन स्थायी चुंबक (एकत्रितपणे दुर्मिळ पृथ्वी स्थायी चुंबक म्हणून संदर्भित) एकामागून एक बाहेर आले. उच्च शिल्लक चुंबकीय घनता, उच्च सक्तीचे बल, उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि रेखीय डिमॅग्नेटायझेशन वक्र हे त्यांचे उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्म विशेषतः मोटर्सच्या उत्पादनासाठी योग्य आहेत, अशा प्रकारे कायमस्वरूपी चुंबक मोटर्सच्या विकासास नवीन ऐतिहासिक कालखंडात प्रवेश दिला जातो.

1.कायम चुंबकीय साहित्य

मोटर्समध्ये सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या स्थायी चुंबक सामग्रीमध्ये सिंटर्ड मॅग्नेट आणि बॉन्डेड मॅग्नेट यांचा समावेश होतो, मुख्य प्रकार म्हणजे ॲल्युमिनियम निकेल कोबाल्ट, फेराइट, समेरियम कोबाल्ट, निओडीमियम लोह बोरॉन इ.

अल्निको: अल्निको कायम चुंबक सामग्री ही सर्वात आधी वापरली जाणारी कायम चुंबक सामग्री आहे आणि त्याची तयारी प्रक्रिया आणि तंत्रज्ञान तुलनेने परिपक्व आहे.

कायम फेराइट: 1950 च्या दशकात, फेराइटची भरभराट होऊ लागली, विशेषत: 1970 च्या दशकात, जेव्हा चांगली जबरदस्ती आणि चुंबकीय ऊर्जा कार्यक्षमतेसह स्ट्रॉन्शिअम फेराइट मोठ्या प्रमाणात उत्पादनात आणले गेले, त्यामुळे कायम फेराइटच्या वापराचा झपाट्याने विस्तार झाला. नॉन-मेटॅलिक चुंबकीय सामग्री म्हणून, फेराइटमध्ये सोपे ऑक्सिडेशन, कमी क्युरी तापमान आणि धातूच्या स्थायी चुंबक सामग्रीची उच्च किंमत असे तोटे नाहीत, म्हणून ते खूप लोकप्रिय आहे.

सॅमेरियम कोबाल्ट: उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्म असलेली कायमस्वरूपी चुंबक सामग्री जी 1960 च्या मध्यात उदयास आली आणि त्याची कार्यक्षमता खूप स्थिर आहे. सामेरियम कोबाल्ट चुंबकीय गुणधर्मांच्या दृष्टीने मोटर्सच्या उत्पादनासाठी विशेषतः योग्य आहे, परंतु त्याच्या उच्च किंमतीमुळे, ते प्रामुख्याने विमानचालन, एरोस्पेस आणि शस्त्रे आणि उच्च-तंत्रज्ञान क्षेत्रातील मोटर्स यांसारख्या लष्करी मोटर्सच्या संशोधन आणि विकासासाठी वापरले जाते. उच्च कार्यक्षमता आणि किंमत हे मुख्य घटक नाहीत.

NdFeB: NdFeB चुंबकीय पदार्थ हे निओडीमियम, लोह ऑक्साईड इत्यादींचे मिश्रधातू आहे, ज्याला चुंबकीय स्टील असेही म्हणतात. यात अत्यंत उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि जबरदस्ती आहे. त्याच वेळी, उच्च ऊर्जा घनतेच्या फायद्यांमुळे आधुनिक उद्योग आणि इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानामध्ये NdFeB कायमस्वरूपी चुंबक सामग्री मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते, ज्यामुळे उपकरणे, इलेक्ट्रोकॉस्टिक मोटर्स, चुंबकीय पृथक्करण आणि चुंबकीकरण यासारखी उपकरणे सूक्ष्म करणे, हलके आणि पातळ करणे शक्य होते. त्यात मोठ्या प्रमाणात निओडीमियम आणि लोह असल्याने ते गंजणे सोपे आहे. सर्फेस केमिकल पॅसिव्हेशन हा सध्याचा सर्वोत्तम उपाय आहे.

गंज प्रतिकार, कमाल ऑपरेटिंग तापमान, प्रक्रिया कामगिरी, डिमॅग्नेटायझेशन वक्र आकार,

आणि मोटर्ससाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या स्थायी चुंबक सामग्रीची किंमत तुलना (आकृती)

2.मोटर कामगिरीवर चुंबकीय स्टील आकार आणि सहनशीलतेचा प्रभाव

1. चुंबकीय स्टीलच्या जाडीचा प्रभाव

जेव्हा आतील किंवा बाहेरील चुंबकीय सर्किट निश्चित केले जाते तेव्हा हवेतील अंतर कमी होते आणि जाडी वाढते तेव्हा प्रभावी चुंबकीय प्रवाह वाढतो. त्याच अवशिष्ट चुंबकत्वाखाली नो-लोड गती कमी होते आणि नो-लोड करंट कमी होते आणि मोटरची कमाल कार्यक्षमता वाढते हे स्पष्ट प्रकटीकरण आहे. तथापि, मोटारचे वाढलेले कम्युटेशन कंपन आणि मोटारचे तुलनेने अधिक कार्यक्षम वक्र यासारखे तोटे देखील आहेत. म्हणून, कंपन कमी करण्यासाठी मोटर चुंबकीय स्टीलची जाडी शक्य तितकी सुसंगत असावी.

2. 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. याचे कारण असे की चुंबकाच्या स्थितीचे मोजमाप करणाऱ्या हॉल घटकाची स्थिती चुंबकाच्या वास्तविक स्थितीशी जुळत नाही आणि रुंदी सुसंगत असणे आवश्यक आहे, अन्यथा मोटरची कमी कार्यक्षमता आणि मोठे कंपन असेल.

ब्रश केलेल्या मोटर्ससाठी, मॅग्नेटमध्ये एक विशिष्ट अंतर असते, जे यांत्रिक कम्युटेशन ट्रान्झिशन झोनसाठी राखीव असते. जरी अंतर असले तरी, बहुतेक निर्मात्यांनी मोटर चुंबकाची अचूक स्थापना स्थिती सुनिश्चित करण्यासाठी स्थापनेची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी कठोर चुंबक स्थापना प्रक्रिया आहेत. चुंबकाची रुंदी ओलांडल्यास, ते स्थापित केले जाणार नाही; जर चुंबकाची रुंदी खूप लहान असेल, तर त्यामुळे चुंबक चुकीचे संरेखित होईल, मोटर अधिक कंपन करेल आणि कार्यक्षमता कमी होईल.

3. चुंबकीय स्टील चेम्फर आकार आणि नॉन-चेम्फरचा प्रभाव

जर चेंफर केले नाही तर, मोटरच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या काठावर असलेल्या चुंबकीय क्षेत्राच्या बदलाचा दर मोठा असेल, ज्यामुळे मोटरचे स्पंदन होते. चेम्फर जितका मोठा असेल तितका कंपन कमी होईल. तथापि, चेम्फरिंगमुळे सामान्यतः चुंबकीय प्रवाहामध्ये विशिष्ट नुकसान होते. काही वैशिष्ट्यांसाठी, जेव्हा चेम्फर 0.8 असते तेव्हा चुंबकीय प्रवाह नुकसान 0.5 ~ 1.5% 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 सहिष्णुता योग्यरित्या वाढवता येते, ज्यामुळे प्रभावी चुंबकीय प्रवाह एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत वाढू शकतो आणि मोटरची कार्यक्षमता मुळात अपरिवर्तित ठेवता येते.

3. कायम चुंबक मोटर्सवरील नोट्स

1. चुंबकीय सर्किट संरचना आणि डिझाइन गणना

विविध स्थायी चुंबक सामग्रीच्या चुंबकीय गुणधर्मांना, विशेषत: दुर्मिळ पृथ्वीच्या स्थायी चुंबकाच्या उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्मांना पूर्ण खेळ देण्यासाठी आणि किफायतशीर स्थायी चुंबक मोटर्स तयार करण्यासाठी, केवळ रचना आणि डिझाइन गणना पद्धती लागू करणे शक्य नाही. पारंपारिक स्थायी चुंबक मोटर्स किंवा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उत्तेजना मोटर्स. 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, यश मिळाले आहे. डिझाइन सिद्धांत, गणना पद्धती, स्ट्रक्चरल प्रक्रिया आणि स्थायी चुंबक मोटर्सचे नियंत्रण तंत्रज्ञान, विश्लेषण आणि संशोधन पद्धतींचा संपूर्ण संच तयार करणे आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड संख्यात्मक गणना आणि समतुल्य चुंबकीय सर्किट विश्लेषणात्मक समाधान एकत्रित करणारे संगणक-सहाय्यित विश्लेषण आणि डिझाइन सॉफ्टवेअर तयार करणे, आणि सतत सुधारणा केली जात आहे.

2. अपरिवर्तनीय डिमॅग्नेटायझेशन समस्या

जर डिझाइन किंवा वापर अयोग्य असेल तर, कायम चुंबक मोटर अपरिवर्तनीय डिमॅग्नेटायझेशन किंवा डिमॅग्नेटायझेशन तयार करू शकते, जेव्हा तापमान खूप जास्त असते (NdFeB कायम चुंबक) किंवा खूप कमी (फेराइट स्थायी चुंबक), प्रभाव प्रवाहामुळे आर्मेचर प्रतिक्रिया अंतर्गत, किंवा तीव्र यांत्रिक कंपन अंतर्गत, जे मोटरचे कार्यप्रदर्शन कमी करेल आणि ते निरुपयोगी देखील करेल. म्हणूनच, कायम चुंबक सामग्रीची थर्मल स्थिरता तपासण्यासाठी मोटर उत्पादकांसाठी योग्य पद्धती आणि उपकरणे अभ्यासणे आणि विकसित करणे आणि विविध संरचनात्मक स्वरूपांच्या अँटी-डिमॅग्नेटाइझेशन क्षमतांचे विश्लेषण करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून डिझाइन आणि उत्पादनादरम्यान संबंधित उपाययोजना केल्या जाऊ शकतात. कायम चुंबक मोटर चुंबकत्व गमावत नाही याची खात्री करण्यासाठी.

3.खर्च समस्या

दुर्मिळ पृथ्वीचे स्थायी चुंबक अजूनही तुलनेने महाग असल्याने, दुर्मिळ पृथ्वी स्थायी चुंबक मोटर्सची किंमत सामान्यतः इलेक्ट्रिक उत्तेजना मोटर्सपेक्षा जास्त असते, ज्याची भरपाई त्याच्या उच्च कार्यक्षमतेने आणि ऑपरेटिंग खर्चातील बचतीद्वारे करणे आवश्यक आहे. काही प्रसंगी, जसे की संगणक डिस्क ड्राइव्हसाठी व्हॉइस कॉइल मोटर्स, NdFeB स्थायी चुंबकाचा वापर कार्यप्रदर्शन सुधारतो, आवाज आणि वस्तुमान लक्षणीयरीत्या कमी करतो आणि एकूण खर्च कमी करतो. डिझाइन करताना, विशिष्ट वापराच्या प्रसंगी आणि आवश्यकतांवर आधारित कार्यप्रदर्शन आणि किंमतीची तुलना करणे आवश्यक आहे आणि खर्च कमी करण्यासाठी संरचनात्मक प्रक्रियांमध्ये नाविन्य आणणे आणि डिझाइन ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक आहे.

अनहुई मिंगटेंग परमनंट मॅग्नेट इलेक्ट्रोमेकॅनिकल इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेड (https://www.mingtengmotor.com/). कायमस्वरूपी चुंबक मोटर चुंबकीय स्टीलचे विचुंबकीकरण दर दरवर्षी एक हजारव्यापेक्षा जास्त नाही.

आमच्या कंपनीच्या परमनंट मॅग्नेट मोटर रोटरची कायम चुंबक सामग्री उच्च चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन आणि उच्च आंतरिक जबरदस्ती सिंटर्ड NdFeB स्वीकारते आणि पारंपारिक ग्रेड N38SH, N38UH, N40UH, N42UH इ. N38SH घ्या, आमच्या कंपनीचा सामान्यतः वापरला जाणारा ग्रेड. , उदाहरण म्हणून: 38- 38MGOe चे कमाल चुंबकीय ऊर्जा उत्पादन दर्शवते; SH 150℃ चे कमाल तापमान प्रतिकार दर्शवते. UH चे कमाल तापमान प्रतिकार 180℃ आहे. कंपनीने चुंबकीय स्टील असेंब्लीसाठी व्यावसायिक टूलिंग आणि मार्गदर्शक फिक्स्चर तयार केले आहेत आणि एकत्रित केलेल्या चुंबकीय स्टीलच्या ध्रुवीयतेचे वाजवी माध्यमाने गुणात्मक विश्लेषण केले आहे, जेणेकरून प्रत्येक स्लॉट चुंबकीय स्टीलचे सापेक्ष चुंबकीय प्रवाह मूल्य जवळ असेल, जे चुंबकीय स्टीलची सममिती सुनिश्चित करते. सर्किट आणि चुंबकीय स्टील असेंब्लीची गुणवत्ता.

कॉपीराइट: हा लेख WeChat सार्वजनिक क्रमांक “आजची मोटर” चे पुनर्मुद्रण आहे, मूळ लिंक https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg

हा लेख आमच्या कंपनीच्या विचारांचे प्रतिनिधित्व करत नाही. तुमची भिन्न मते किंवा विचार असल्यास, कृपया आम्हाला दुरुस्त करा!