¿Qué son los imanes de motor?
style="vertical-align: inherit;">Hay muchos tipos de motores, cuyo principio de funcionamiento es el mismo: el campo magnético se forma una vez que se establece un circuito eléctrico y la conversión mutua de energía eléctrica y energía cinética se realiza mediante inducción electromagnética.
¿Cuáles son los beneficios del motor de imán permanente?
El motor de imán permanente es un motor de ahorro de energía que presenta una alta eficiencia y una estructura simple cuyo campo magnético está formado por imanes permanentes de tierras raras sin bobina magnética ni corriente de excitación. En comparación con el motor de excitación tradicional, el motor de imán permanente tiene las notables ventajas de una estructura simple, operación confiable, tamaño pequeño, peso liviano, bajas pérdidas y alta eficiencia, que se utiliza ampliamente en los campos de la producción aeroespacial, de defensa nacional, industrial y agrícola. y la vida diaria. Con el desarrollo de materiales de imanes permanentes de alto rendimiento y el rápido desarrollo de la tecnología de control, la aplicación de motores de imanes permanentes será cada vez más amplia.
Cuáles son imanes de motor ?
Los imanes de motor son imanes que se aplican en varios tipos de motores y rotores y estatores de imanes permanentes relacionados. Los materiales de los imanes del motor incluyen imanes permanentes de ferrita, imanes permanentes de AlNiCo, Imanes permanentes SMCO , Imanes permanentes de NdFeB , etc. De acuerdo con diferentes principios de diseño de motores y aplicaciones reales, la forma de los imanes del motor se refiere a rectángulo, disco, arco, anillo, segmento, etc.
¿Cuál es la relación entre los imanes de motor y los motores de imanes permanentes?
El desarrollo del motor de imán permanente está estrechamente relacionado con el desarrollo del motor de imán. El primer motor del mundo que apareció en la década de 1820 fue un motor de imán permanente con el campo magnético formado por imanes permanentes. Sin embargo, el material magnético permanente utilizado en aquella época era mineral de hierro magnético natural (Fe3O4). Debido a sus bajas propiedades magnéticas, el motor fabricado con él era relativamente voluminoso y pronto fue reemplazado por un motor de excitación.
Con el desarrollo de la ciencia y las demandas de varios motores, los científicos han llevado a cabo investigaciones en profundidad sobre el mecanismo, la composición y la tecnología de fabricación de materiales magnéticos permanentes y han descubierto sucesivamente acero al carbono y acero de tungsteno ((BH) máx. 2,7 kJ/m3). acero cobalto ((BH)max 7,2kJ/m3) y otros materiales magnéticos permanentes. Varios micromotores y pequeños motores se fabrican nuevamente a partir de imanes permanentes como imanes, especialmente los imanes permanentes de AlNiCo en la década de 1930 ((BH) max puede alcanzar 85 kJ/m3) y los imanes permanentes de ferrita en la década de 1950 ((BH) max puede alcanzar 40 kJ /m3) tienen una propiedad magnética mejorada. Sin embargo, la fuerza de coercitividad de los imanes permanentes de AlNiCo es baja (Hcb: 36-160 kA/m) y la densidad de remanencia de los imanes permanentes de ferrita no es alta (Br: 0,2-0,44 T), lo que limita su aplicación en motores. Los materiales magnéticos permanentes de samario y cobalto surgieron hasta la década de 1960. El compuesto intermetálico SM2CO17 es un material magnético permanente formado por samario, elemento de tierras raras, y cobalto, circonio y hierro metálicos, cuyo producto de energía magnética máxima puede alcanzar aproximadamente 150 veces la del acero al carbono, de 8 a 10 veces la del imán de ferrita permanente y de 3 a 5 veces más que los imanes permanentes de AlNiCo. Con las ventajas de alta densidad de remanencia, alta coercitividad, alta energía magnética, bajo coeficiente de temperatura y fuerza magnética estable, el material de imán permanente SM2CO17 es muy adecuado para la fabricación de motores, especialmente para motores de torsión de baja velocidad, motores de arranque, sensores y sistemas magnéticos como rodamientos magnéticos, mientras que sus desventajas son que los productos son frágiles y tienen un alto costo. Cualesquiera que sean las desventajas, la aparición de los materiales de imanes permanentes SMCO ha llevado el desarrollo de los motores de imanes permanentes a un nuevo período histórico. En la década de 1980, surgió la tercera generación de materiales magnéticos permanentes de tierras raras: ND2FE14B es la fase principal del material magnético permanente NdFeB con una pequeña cantidad de fase rica en neodimio y tiene mayor remanencia, coercitividad y producto energético máximo que el cobalto samario permanente. Materiales magnéticos. Es el material magnético más popular utilizado en motores de imanes permanentes con buenas propiedades mecánicas y baja densidad de aleación, lo que favorece la fabricación de componentes magnéticos livianos, delgados, pequeños y ultraminiaturizados. Sin embargo, debido a su mayor coeficiente de temperatura magnético y su menor resistencia a la corrosión, su aplicación en entornos hostiles y de alta temperatura es limitada.
¿Cuáles son los beneficios de los imanes de motor de tierras raras?
Ventajas mencionadas anteriormente de los imanes de motor: alta densidad de remanencia, alta coercitividad y producto de alta energía, que hacen que los motores de imanes permanentes sean más pequeños y livianos sin que la eficiencia del motor se reduzca o incluso aumente. Además, en comparación con los motores comunes, los motores de imanes permanentes de tierras raras tienen características sin bobina ni núcleo de hierro, sin pérdida de energía, sin calentamiento, tamaño y peso más pequeños y mayor eficiencia, lo que es un reemplazo ideal para los motores comunes. Los motores de imanes permanentes de tierras raras en la industria del automóvil ya reemplazaron a los motores tradicionales, lo que reduce el volumen entre un 40% y un 70%, aumenta la eficiencia en más de un 50% y ahorra cobre y electricidad.
Su notable efecto de ahorro de energía y las ventajas de reducir las emisiones de carbono están en línea con la tendencia general de conservación de energía y protección del medio ambiente en el mundo. Por lo tanto, los motores de imanes permanentes de tierras raras de alta eficiencia están reemplazando a los motores tradicionales en grandes cantidades, y las demandas de imanes permanentes de accionamiento directo, generación de energía eólica, electrodomésticos que ahorran energía, ascensores que ahorran energía, aires acondicionados inversores, vehículos híbridos, Los vehículos de nueva energía y los motores de alta eficiencia para el transporte ferroviario están en auge. La enorme demanda sigue creciendo y todavía no hay nuevos materiales disponibles en términos de requisitos de miniaturización de dispositivos, como el motor de bobina móvil del disco duro (VCM), el motor de unidad/reproductor óptico de DVD, el motor de vibración de teléfonos móviles y los automóviles pequeños y ligeros.
Por lo tanto, los imanes de tierras raras para motores se utilizan ampliamente en los motores en la actualidad y la demanda está aumentando.
¿Cómo elegir los imanes del motor?
A la hora de elegir motores magnéticos debemos partir de conocer los siguientes aspectos:
¿Cuál es la relación entre el rendimiento del motor de imán permanente y la remanencia de los imanes del motor?
En resumen, cuanto mayor sea la remanencia del imán del motor, mayor será la fuerza magnética que tendrá el imán. Para un motor de imán permanente de CC, bajo los mismos parámetros de devanado y condiciones de prueba, cuanto mayor sea la fuerza magnética, menor será la velocidad sin carga y la corriente sin carga y cuanto mayor sea el par máximo, mayor será la eficiencia. tener. En la prueba real, la remanencia estándar de los imanes del motor generalmente se juzga por el nivel de velocidad sin carga y el par máximo.
¿Cómo funciona la coercitividad? （hcj ）¿Los imanes del motor afectan el rendimiento del motor?
La temperatura de trabajo afecta el progreso de la desmagnetización inversa durante el proceso de operación. Desde la perspectiva del diseño del motor, cuanto mayor sea la fuerza coercitiva del imán del motor, mayor será la capacidad de resistir la desmagnetización inversa; no tiene sentido preferir una cierta coercitividad alta ya que otros componentes del motor dejarán de funcionar. estable a una temperatura más alta. Por lo tanto, según el rendimiento requerido del motor, el costo de fabricación del motor se reduce al reducir el espesor de los imanes del motor. Por el contrario, cuanto menor sea la fuerza coercitiva, mayor debe ser el espesor de los imanes para aumentar la resistencia a la desmagnetización inversa.
¿Cómo funciona la cuadratura? （TASA Hk/Hcj ）¿Los imanes del motor afectan el rendimiento del motor?
la cuadratura （TASA Hk/Hcj ）del imán del motor determina la rectitud de la curva de prueba del rendimiento del motor en condiciones extremas. Cuanto mejor sea la escuadra, mayor será el límite de trabajo del motor. Bajo los mismos límites de funcionamiento, cuanto mejor sea la escuadra, mejor será la estabilidad del motor. Según las condiciones de aplicación requeridas, el coste de compra de los imanes se reduce reduciendo la longitud del imán.
¿Qué efecto tiene la consistencia del rendimiento de los imanes del motor en los motores?
Un motor de imán permanente suele tener varios pares de imanes en su interior. Si la remanencia de cada imán es diferente, es decir, el flujo magnético de cada imán se vuelve no uniforme, el motor vibrará debido al par asimétrico y el sonido de funcionamiento de los motores será mucho más fuerte. Si la consistencia de la fuerza coercitiva no es buena, especialmente la fuerza coercitiva de algunos imanes es demasiado baja, la velocidad de desmagnetización inversa será mucho mayor y, eventualmente, el motor temblará a medida que el flujo magnético de cada imán se vuelva no uniforme.
¿Cómo elegir el grado de resistencia a la temperatura para los imanes del motor?
Depende de la temperatura real del entorno de funcionamiento del motor y está bien si no excede el límite de temperatura. La desmagnetización ocurre si la temperatura de trabajo supera el límite, lo que conduce a un funcionamiento fallido del motor causado por la desaparición del campo magnético. Por lo tanto, normalmente el grado de resistencia a la temperatura de los imanes del motor será mayor que el diseñado.
Conclusión:
Bajo la tendencia general de ahorro de energía y protección del medio ambiente en el mundo, la producción industrial de imanes de motores permanentes de tierras raras con alta densidad de remanencia, alta coercitividad y alta fuerza magnética es una condición previa importante para la aplicación a gran escala de motores de imanes permanentes.
21 de abril de 2022 Publicado por resorte magnético ® – Experto en soluciones magnéticas verdes
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