Welke magneetmaterialen worden het meest gebruikt in motoren?

De meest gebruikte permanente magneetmaterialen in motoren zijn gesinterde magneten en gebonden magneten. De belangrijkste soorten zijn AlNiCo, ferriet, SmCo, NdFeB, enz.

Alnico: Alnico permanent magneetmateriaal is het vroegst gebruikte permanente magneetmateriaal en het bereidingsproces en de technologie ervan zijn relatief volwassen. Momenteel zijn er fabrieken die het produceren in Japan, de Verenigde Staten, Europa, Rusland en China.

Permanent ferrietmateriaal: In de jaren 1950 begon ferriet te floreren, vooral in de jaren 1970, toen strontiumferriet met goede prestaties in coërciviteit en magnetisch energieproduct in grote hoeveelheden in productie werd genomen, wat het gebruik van permanent ferriet snel uitbreidde. Als niet-metalen magnetisch materiaal heeft ferriet niet de nadelen van gemakkelijke oxidatie, lage Curietemperatuur en hoge kosten van metalen permanente magneetmaterialen, dus het is erg populair.

Samariumkobalt materiaal: Een permanent magneetmateriaal met uitstekende magnetische eigenschappen dat halverwege de jaren 1960 opkwam en waarvan de prestaties zeer stabiel zijn. Samariumkobalt is met name geschikt voor de productie van motoren in termen van magnetische eigenschappen, maar vanwege de hoge prijs wordt het voornamelijk gebruikt in het onderzoek en de ontwikkeling van militaire motoren zoals luchtvaart, ruimtevaart en wapens, en motoren in high-performance hightech-velden.

NdFeB-materiaal: NdFeB magnetisch materiaal is een legering van neodymium, ijzeroxide, enz., ook bekend als magnetisch staal. Het heeft een extreem hoog magnetisch energieproduct en coërcitiekracht. Tegelijkertijd maken de voordelen van een hoge energiedichtheid NdFeB permanent magneetmateriaal veelgebruikt in de moderne industrie en elektronische technologie, waardoor het mogelijk is om apparatuur zoals instrumenten, elektroakoestische motoren, magnetische scheiding en magnetisatie te miniaturiseren, lichter en dunner te maken. Omdat het een grote hoeveelheid neodymium en ijzer bevat, roest het gemakkelijk.

De invloed van magnetische materialen op motorprestaties

Een van de structurele kenmerken van de motor is dat de statorpool is samengesteld uit permanente magnetische materialen. De kwaliteit van het magnetische materiaal heeft direct invloed op de grootte van het magnetische circuit van de motor, het volume van de motor, evenals de functionele indicatoren en bewegingskenmerken. Permanente magnetische materialen worden ook wel harde magnetische materialen genoemd. De belangrijkste kenmerken zijn een grote coërcitieve kracht (Coercive Force) en een hoge restfluxdichtheid. Na verzadigingsmagnetisatie kan het permanente magnetische materiaal nog steeds een stabiel magnetisme behouden gedurende een lange tijd na het verwijderen van het externe magnetische veld, de permanente magneetmotor opwinden en een constant magnetisch veld in de luchtspleet tot stand brengen.

Remanentie Br, dwangkracht Hcb

Nadat de permanente magneet tot verzadiging is gemagnetiseerd, wordt de magnetische veldsterkte (Magnetische veldsterkte) H van het externe magnetische veld geleidelijk tot nul gereduceerd en wordt de magnetische fluxdichtheid (Magnetische fluxdichtheid) B van de permanente magneet gereduceerd van Bs tot Br, en Br wordt remanentie genoemd. Het omgekeerde magnetische veld wordt toegepast om Br tot nul te reduceren. De absolute waarde van de omgekeerde magnetische veldsterkte op dit moment wordt de magnetische inductie-dwangkracht genoemd, of kortweg dwangkracht (dwangkracht) Hcb, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding. De BH gesloten magnetisatiecurve die wordt gevormd door de magnetische veldsterkte van het externe magnetische veld gedurende een cyclus continu en langzaam te veranderen, wordt de hystereselus (Magnetische hystereselus) genoemd. De hystereselus in het tweede kwadrant is de demagnetisatiecurve (Demagnetisatiecurve), wat de basiskarakteristieke curve is van permanente magnetische materialen en een belangrijke basis voor het karakteriseren van de kwaliteit van permanente magnetische materialen.

Terugslagpermeabiliteit r

Nadat de permanente magneet is gemagnetiseerd, wordt het externe magnetische veld verwijderd en is de magnetische dichtheid Br. Onder invloed van het demagnetisatieveld daalt de magnetische dichtheid tot een bepaald punt langs de demagnetisatiecurve, zoals punt K in de bovenstaande afbeelding, en wordt het demagnetisatie-effect vervolgens verminderd tot de veldsterkte H=0, maar de magnetische dichtheid keert niet terug naar Br langs de demagnetisatiecurve, maar naar een lager punt, zoals punt M. Later, wanneer de demagnetisatieveldsterkte wordt verhoogd tot Hk, zal de magnetische dichtheid de nieuwe curve volgen naar punt K, waardoor een lokale kleine lus wordt gevormd. Omdat het gebied van de lokale lus erg klein is, kan het bij benadering worden weergegeven door een rechte lijn KM, die de terugslaglijn wordt genoemd. De helling van de terugslaglijn wordt de terugslagpermeabiliteit r genoemd, die ongeveer gelijk is aan de helling van de demagnetisatiecurve bij Br, dat wil zeggen dat de terugslaglijn evenwijdig is aan de raaklijn bij Br op de demagnetisatiecurve. r is een belangrijke parameter voor de dynamische werking van permanente magnetische materialen. Als r klein is, heeft het permanent magnetische materiaal betere dynamische prestaties.

Isotropie en anisotropie

Door verschillende productieprocessen worden permanente magneetmaterialen onderverdeeld in isotropie (Iotropie) en anisotropie (Anisotropie). De gemakkelijke magnetisatieassen van verschillende korrels in isotrope permanente magneten zijn wanordelijk georiënteerd, dus de remanentie Br is laag, slechts ongeveer de helft van de verzadigingsmagnetische inductie-intensiteit Bs, en het overeenkomstige maximale magnetische energieproduct (BH)max is ook klein. Anisotrope permanente magneten worden gevormd door een magnetisch veld en vervolgens gesinterd (of gerold). De gemakkelijke magnetisatieassen van hun korrels zijn in dezelfde richting gerangschikt langs het vormende magnetische veld, en Br ligt dicht bij Bs, zodat Br ongeveer twee keer zo hoog is als isotropie, en voor ferriet (BH)max. Het is bijna vier keer hoger. Daarom gebruiken motormagneten meestal anisotrope materialen.