Κατανόηση της αύξησης της θερμοκρασίας λειτουργίας από τις απώλειες δινορρευμάτων
Στους μαγνήτες στάτη (μαγνήτες που είναι τοποθετημένοι στον στάτορα κινητήρα ή γεννήτριας PM), το μαγνητικό πεδίο εναλλάσσεται στην ηλεκτρική συχνότητα. Αυτό προκαλεί δινορεύματα στο υλικό του μαγνήτη, δημιουργώντας θερμότητα. Για έναν κινητήρα 4 πόλων που λειτουργεί στις 6000 rpm, η ηλεκτρική συχνότητα είναι 200 Hz. Οι απώλειες δινορευμάτων σε στερεούς μαγνήτες SmCo μπορούν να αυξήσουν τη θερμοκρασία του μαγνήτη κατά 30-60 βαθμούς πάνω από το περιβάλλον, ανάλογα με το πάχος και την αγωγιμότητα του μαγνήτη.
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Hz), χρησιμοποιείται πυροσυσσωματωμένο SmCo με ηλεκτρική ειδική αντίσταση 80-100 μΩ·cm (σε σύγκριση με 50-60 μΩ·cm για NdFeB).
Γιατί η SmCo είναι αναντικατάστατη στους ακραίους-κινητήρες θερμότητας
Οι μαγνήτες NdFeB άνω των 220 μοιρών (ακόμη και με βαθμούς EH ή AH) υφίστανται ταχεία μη αναστρέψιμη απομαγνητισμό λόγω της διάχυσης των ορίων των βαρέων κόκκων σπάνιων γαιών. Το SmCo, με θερμοκρασία Curie 750-800 μοίρες, δεν εμφανίζει μετασχηματισμό φάσης κάτω από 400 βαθμούς. Οι εφαρμογές που επιβάλλουν την SmCo περιλαμβάνουν:
Αεροδιαστημικοί ενεργοποιητές: συνεχής λειτουργία 250 μοιρών, επιβίωση στις 350 μοίρες για 30 λεπτά.
Κινητήρες διάτρησης κάτω οπών (πετρέλαιο και αέριο): περιβάλλοντος 200 μοίρες + αυτο-θέρμανση έως 280 μοίρες .
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 μοίρες.
Κινητήρες ατράκτου υψηλής-ταχύτητας (20.000-60.000 σ.α.λ.): θέρμανση ανέμου + δινορεύματα.
Σε αυτά τα περιβάλλοντα, η χρήση NdFeB θα απαιτούσε ακριβή υγρή ψύξη ή θα οδηγήσει σε καταστροφική αστοχία μέσα σε λίγες ώρες.
Καθορισμός αναστρέψιμων συντελεστών θερμοκρασίας και μη αναστρέψιμων απωλειών
Αναστρέψιμη απώλεια: η αλλαγή στο Br με τη θερμοκρασία που επιστρέφει όταν ψύχεται. Ο SmCo's (συντελεστής θερμοκρασίας Br) είναι -0,03 έως -0,04%/βαθμός, που σημαίνει ότι μια άνοδος 200 μοιρών μειώνει το Br κατά 6-8%. Αυτή η απώλεια ανακτάται σε θερμοκρασία δωματίου.
Μη αναστρέψιμη απώλεια: μόνιμη απώλεια λόγω μεταλλουργικών αλλαγών ή μερικού απομαγνητισμού. Για SmCo κάτω των 350 μοιρών, η μη αναστρέψιμη απώλεια είναι αμελητέα (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >12 kOe στους 300 βαθμούς.
Ευθυγράμμιση θερμικής σχεδίασης κινητήρα με τον σωστό βαθμό μαγνήτη
Ο θερμικός σχεδιασμός κινητήρα πρέπει να λαμβάνει υπόψη:
Μέγιστη θερμοκρασία συνεχούς μαγνήτη (περιβάλλοντος + αύξηση θερμοκρασίας).
Μέγιστη βραχυπρόθεσμη-θερμοκρασία (συνθήκες υπερφόρτωσης ή αδράνειας).
Μέθοδος ψύξης (αέρας, τζάκετ νερού, ψεκασμός λαδιού ή παθητικό).
Παρέχουμε έναν πίνακα επιλογής βαθμών:
| Μέγιστη θερμοκρασία μαγνήτη (βαθμός) | Συνιστώμενος βαθμός SmCo | Hcj min @ temp (kOe) | Τυπικός τύπος κινητήρα |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (βαθμός 18) | 5-8 | Γενική βιομηχανική,-ευαίσθητη στο κόστος |
| 200-280 | Sm2Co17 (βαθμός 24) | 8-12 | Υψηλή-ροπή σέρβο, πρόσφυση |
| 280-350 | Sm2Co17 (βαθμός 28 με V) | 12-18 | Αεροδιαστημική, downhole, extreme duty |
| >350 | AlNiCo (cast) | N/A (χωρίς κίνδυνο εμφάνισης) | Εξειδικευμένο (χωρίς SmCo πάνω από 350 μοίρες συνεχές) |
Για κατασκευαστές βιομηχανικών κινητήρων που απαιτούν μαγνήτες στάτορα SmCo ή πλήρη συγκροτήματα ρότορα με τόξα SmCo, επισκεφθείτε τις σελίδες μας Stator Magnet και Samarium Cobalt Magnets στον ιστότοπό μας. Παρέχουμε πλήρως τμηματοποιημένους μαγνήτες για τη μείωση των απωλειών δινορευμάτων.
Για να ζητήσετε μια πρόταση θερμικής προσομοίωσης και βαθμού για τον κινητήρα σας – συμπεριλαμβανομένης της αναμενόμενης θερμοκρασίας περιβάλλοντος, του κύκλου λειτουργίας και της μεθόδου ψύξης – επικοινωνήστε με την ομάδα μηχανικών κινητήρων μας.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Μπορούν οι μαγνήτες SmCo να επεξεργαστούν σε αυστηρές ανοχές όπως ±0,03 mm;
Α: Ναι, αλλά το SmCo είναι πιο σκληρό και πιο εύθραυστο από το NdFeB. Χρησιμοποιούμε τροχούς λείανσης διαμαντιών. Αναμένετε 10-15% υψηλότερο κόστος μηχανικής κατεργασίας από το NdFeB. Οι ανοχές ±0,05 mm είναι στάνταρ. ±0,02mm διαθέσιμο με premium τιμολόγηση.
Ε: Οι μαγνήτες SmCo απαιτούν επίστρωση για προστασία από τη διάβρωση;
Α: Η SmCo έχει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε ξηρά ή ήπια υγρά περιβάλλοντα. Για ψεκασμό αλατιού ή έκθεση σε χημικά, συνιστούμε μια λεπτή επίστρωση Ni{-Cu-Ni (10-15μm) ή παρυλένιο. Οι περισσότεροι βιομηχανικοί κινητήρες με σφραγισμένα περιβλήματα δεν απαιτούν επίστρωση.
Ε: Ποιος είναι ο χρόνος παράδοσης για προσαρμοσμένα τμήματα τόξου SmCo (OD 80 mm, ID 70 mm, μήκος 50 mm);
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 τμχ). Κόστος εργαλείων: 800-1200 $ για μήτρα τμήματος.
