У апошні час, калі тэхналогія развіваецца ў напрамку высокай частаты і высокай хуткасці, страты магнітаў на віхравыя токі сталі сур'ёзнай праблемай. АсабліваНеадым Жалеза Бор(NdFeB) іСамарый Кобальт(SmCo) магніты лягчэй падвяргаюцца ўздзеянню тэмпературы. Страты на віхравыя токі сталі сур'ёзнай праблемай.
Гэтыя віхравыя токі заўсёды прыводзяць да выпрацоўкі цяпла, а затым да пагаршэння прадукцыйнасці рухавікоў, генератараў і датчыкаў. Тэхналогія супрацьвіхравых токаў магнітаў звычайна душыць генерацыю віхравых токаў або душыць рух індукцыйнага току.
«Magnet Power» распрацавала тэхналогію абароны ад віхравых токаў магнітаў NdFeB і SmCo.
Віхравыя плыні
Віхравыя токі ўтвараюцца ў правадзячых матэрыялах, якія знаходзяцца ў пераменным электрычным або пераменным магнітным полі. Згодна з законам Фарадэя, пераменныя магнітныя палі ствараюць электрычнасць, і наадварот. У прамысловасці гэты прынцып выкарыстоўваецца пры металургічнай плаўцы. З дапамогай сярэднечашчыннай індукцыі праводзячыя матэрыялы ў тыглі, такія як Fe і іншыя металы, выклікаюць выпрацоўку цяпла, і, нарэшце, цвёрдыя матэрыялы плавяцца.
Удзельнае супраціўленне магнітаў NdFeB, SmCo або Alnico заўсёды вельмі нізкае. Паказана ў табліцы 1. Такім чынам, калі гэтыя магніты працуюць у электрамагнітных прыладах, узаемадзеянне паміж магнітным патокам і праводзячымі кампанентамі вельмі лёгка стварае віхравыя токі.
Табліца 1 Удзельнае супраціўленне магнітаў NdFeB, SmCo або Alnico
| Магніты | Rустойлівасць (мΩ·см) |
| Альніка | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Згодна з законам Ленца, віхравыя токі, якія ўтвараюцца ў магнітах NdFeB і SmCo, прыводзяць да некалькіх непажаданых эфектаў:
● Страта энергіі: З-за віхравых токаў частка магнітнай энергіі ператвараецца ў цяпло, што зніжае эфектыўнасць прылады. Напрыклад, страты жалеза і страты медзі з-за віхравых токаў з'яўляюцца асноўным фактарам эфектыўнасці рухавікоў. У кантэксце скарачэння выкідаў вуглякіслага газу павышэнне эфектыўнасці рухавікоў вельмі важна.
● Вылучэнне цяпла і размагнічванне: Магніты NdFeB і SmCo маюць максімальную працоўную тэмпературу, якая з'яўляецца найважнейшым параметрам пастаянных магнітаў. Цяпло, якое выдзяляецца стратамі на віхравы ток, выклікае павышэнне тэмпературы магнітаў. Пасля перавышэння максімальнай працоўнай тэмпературы адбываецца размагнічванне, што ў канчатковым выніку прывядзе да зніжэння функцыянальнасці прылады або сур'ёзных праблем з прадукцыйнасцю.
Асабліва пасля распрацоўкі высакахуткасных рухавікоў, такіх як рухавікі з магнітнымі падшыпнікамі і рухавікі з паветранымі падшыпнікамі, праблема размагнічвання ротараў стала больш прыкметнай. На малюнку 1 паказаны ротар паветранага рухавіка з частатой кручэння30 000Абароты ў хвіліну. Тэмпература ў выніку паднялася прыкладна на500°C, што прыводзіць да размагнічвання магнітаў.
Мал.1. a і c - дыяграма магнітнага поля і размеркаванне нармальнага ротара адпаведна.
b і d - дыяграма магнітнага поля і размеркаванне размагнічанага ротара адпаведна.
Акрамя таго, магніты NdFeB маюць нізкую тэмпературу Кюры (~320°C), што робіць іх размагнічанымі. Тэмпература Кюры магнітаў SmCo знаходзіцца ў межах 750-820°C. NdFeB лягчэй паддаецца ўздзеянню віхравых токаў, чым SmCo.
Антывіхрэтокавыя тэхналогіі
Было распрацавана некалькі метадаў памяншэння віхравых токаў у магнітах NdFeB і SmCo. Гэты першы метад заключаецца ў змене складу і структуры магнітаў для павышэння ўдзельнага супраціву. Другі метад, які заўсёды выкарыстоўваецца ў тэхніцы, каб парушыць адукацыю вялікіх віхравых токаў.
1. Павышэнне ўдзельнага супраціву магнітаў
Gabay et.al дадалі CaF2, B2O3 да магнітаў SmCo для паляпшэння ўдзельнага супраціўлення, якое павялічылася са 130 мкОм см да 640 мкОм см. Аднак (BH)max і Br значна знізіліся.
2. Ламініраванне магнітаў
Ламінаванне магнітаў з'яўляецца найбольш эфектыўным метадам у машынабудаванні.
Магніты былі нарэзаны тонкімі пластамі, а потым склеены. Інтэрфейс паміж двума часткамі магнітаў - гэта ізаляцыйны клей. Электрычны шлях для віхравых токаў парушаны. Гэтая тэхналогія шырока выкарыстоўваецца ў хуткасных рухавіках і генератарах. «Magnet Power» распрацавала шмат тэхналогій для паляпшэння ўдзельнага супраціву магнітаў. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Першы крытычны параметр - гэта ўдзельнае супраціўленне. Удзельнае супраціўленне ламінаваных магнітаў NdFeB і SmCo, вырабленых "Magnet Power", вышэй за 2 МОм·см. Гэтыя магніты могуць значна перашкаджаць правядзенню току ў магніце, а затым душыць вылучэнне цяпла.
Другі параметр - таўшчыня клею паміж кавалкамі магнітаў. Калі таўшчыня пласта клею занадта большая, гэта прывядзе да памяншэння аб'ёму магніта, што прывядзе да памяншэння агульнага магнітнага патоку. «Magnet Power» можа вырабляць ламінаваныя магніты з таўшчынёй пласта клею 0,05 мм.
3. Пакрыццё з матэрыялаў з высокім удзельным супрацівам
Ізаляцыйныя пакрыцця заўсёды наносяцца на паверхню магнітаў для павышэння ўдзельнага супраціву магнітаў. Гэтыя пакрыцця дзейнічаюць як бар'еры, каб паменшыць паток віхравых токаў на паверхні магніта. Такія, як эпаксідныя або париленовые, керамічных пакрыццяў заўсёды выкарыстоўваюцца.
Перавагі тэхналогіі супрацьвіхравых токаў
Тэхналогія абароны ад віхравых токаў вельмі важная для многіх прыкладанняў з магнітамі NdFeB і SmCo. у тым ліку:
● Хвысокахуткасныя рухавікі: У высакахуткасных рухавіках, што азначае хуткасць ад 30 000 да 200 000 абаротаў у хвіліну, падаўленне віхравых токаў і памяншэнне цяпла з'яўляецца ключавым патрабаваннем. На малюнку 3 паказана параўнальная тэмпература нармальнага магніта SmCo і SmCo супраць віхравых токаў у 2600 Гц. Калі тэмпература звычайных магнітаў SmCo (чырвоны злева) перавышае 300 ℃, тэмпература магнітаў SmCo супраць віхравых токаў (правы чырвоны) не перавышае 150 ℃.
●Апараты МРТ: Зніжэнне віхравых токаў вельмі важна пры МРТ для падтрымання стабільнасці сістэм.
Тэхналогія абароны ад віхравых токаў вельмі важная для паляпшэння прадукцыйнасці магнітаў NdFeB і SmCo у многіх сферах прымянення. Выкарыстоўваючы тэхналогіі ламінавання, сегментацыі і нанясення пакрыццяў, віхравыя токі могуць быць значна зменшаны ў «Magnet Power». У сучасных электрамагнітных сістэмах магчыма прымяненне противовихретоковых магнітаў NdFeB і SmCo.
Час публікацыі: 23 верасня 2024 г
