Jakie są rodzaje magnesów silnikowych?

Wraz z rozwojem rynku materiały magnetyczne znalazły szerokie zastosowanie w urządzeniach przemysłowych. Jak dotąd silniki są najczęściej stosowane w przemyśle. Magnesy trwałe są ważnym podstawowym elementem silników z magnesami trwałymi. W porównaniu z tradycyjnymi silnikami, silniki z magnesami trwałymi mają zalety wysokiej wydajności, dużego momentu obrotowego i stałej prędkości pod obciążeniem. W porównaniu z silnikami synchronicznymi mogą zużywać mniej prądu.
1. Ferrytowy magnes silnika
Ferrytowy magnes trwały jest najtańszym magnesem wśród materiałów magnetycznych. W porównaniu z innymi materiałami magnetycznymi ma stosunkowo niską wydajność magnetyczną, ale ma silną zdolność przeciwdziałania rozmagnesowaniu i doskonałą odporność na korozję. Jest często stosowany w silnikach prądu stałego.
Temperatura robocza
Maksymalna temperatura robocza magnesów ferrytowych wynosi około 250 stopni Celsjusza lub więcej, a temperatura Curie wynosi około 450 stopni Celsjusza.
dobra korozja
Magnesy ferrytowe mają dobrą odporność na korozję i zwykle nie wymagają powlekania ani galwanizacji.
2. Magnes silnika NdFeB
Magnesy trwałe NdFeB są najczęściej stosowanymi magnesami w silnikach trakcyjnych pojazdów hybrydowych i elektrycznych. Wysokoenergetyczne magnesy NdFeB sprawiają, że silnik jest tak mały, lekki, kompaktowy i wydajny, jak to tylko możliwe.
Wpływ temperatury pracy
W porównaniu z innymi magnesami trwałymi, magnesy NdFeB mają słabą odporność na temperaturę. Ponieważ magnesy neodymowe mają ujemny współczynnik, ich siła koercyjna i gęstość energii magnetycznej (BHmax) zmniejszają się wraz z temperaturą. Ich maksymalna temperatura pracy waha się od 60 stopni do 220 stopni, a ich temperatura Curie waha się od 310-370 stopni. Można jednak do nich dodać dysproz (Dy) lub terb (Tb), aby zapobiec pogorszeniu się wydajności na skutek zmian temperatury. Ale to sprawia, że ​​magnesy są droższe.
Silniki trakcyjne w pojazdach hybrydowych i elektrycznych, pojazdach szynowych i urządzeniach przemysłowych pracują w stosunkowo wysokich temperaturach. Dlatego w tych zastosowaniach często stosuje się magnesy neodymowe odporne na wysokie temperatury.
problem korozji
Magnesy neodymowe mają słabą odporność na korozję, jeśli nie są chronione powłoką. Jednocześnie korodują od środka, jeśli nie zostanie zachowany odpowiedni proces obróbki wstępnej. Zazwyczaj stosuje się wielowarstwowe powlekanie niklowo-miedziano-niklowe. Jednak w zastosowaniach silnikowych częściej stosuje się powłoki epoksydowe i cynkowe. Co więcej, inny nowy środek do obróbki powierzchni, everlube, może być również stosowany w środowiskach o wysokiej wilgotności i odpornych na mgłę solną.
3. Magnes silnika SmCo
Magnesy samarowo-kobaltowe to magnesy trwałe z metali ziem rzadkich, które są kruche i podatne na pękanie i odpryski. Występują w dwóch „seriach”: magnesy SmCo5 i magnesy Sm2Co17.
dobra stabilność temperaturowa
W typowych temperaturach roboczych magnesy samarowo-kobaltowe osiągają lepsze wyniki niż najsilniejsze, żaroodporne magnesy neodymowe stosowane obecnie w silnikach elektrycznych. Maksymalny zakres temperatury roboczej wynosi od 250 do 350 stopni; zakres temperatur Curie wynosi od 700 do 800 stopni.
Silna zdolność antykorozyjna i przeciwutleniająca
Magnesy samarowo-kobaltowe mają doskonałą odporność na korozję (magnesy neodymowe nie). Większość zastosowań nie wymaga powlekania ani powlekania powierzchni, co czyni je korzystnymi również w zastosowaniach medycznych.
szeroka gama źródeł dostaw
W przeciwieństwie do magnesów neodymowych, które do działania w umiarkowanych temperaturach wymagają dużych ilości rzadkiego dysprozu (Dy), magnesy samarowo-kobaltowe wykorzystują szerszą gamę materiałów i są z natury stabilne w temperaturach znacznie powyżej punktu Curie spiekanych magnesów NdFeB. Dzięki temu ceny magnesów SmCo są bardziej stabilne i mniej podatne na zmiany rynkowe.
4. Magnes silnika Alnico
Materiał z magnesami trwałymi Alnico jest najwcześniejszym powszechnie stosowanym materiałem z magnesami trwałymi, a proces jego przygotowania i technologia są stosunkowo dojrzałe. Temperatura Curie jest najwyższa spośród dostępnych obecnie materiałów na magnesy trwałe; jego cechą charakterystyczną jest to, że zaletami magnesów AlNiCo jest wysoka remanencja (do 1,35T) i niski współczynnik temperaturowy. Gdy współczynnik temperaturowy wynosi -0,02 procent/stopień, maksymalna temperatura robocza może osiągnąć około 520 stopni. Wadą jest to, że siła koercji jest bardzo niska (zwykle mniejsza niż 160 kA/m), a krzywa rozmagnesowania jest nieliniowa, więc magnes alnico łatwo ulega namagnesowaniu i rozmagnesowaniu.
Silna zdolność antykorozyjna i przeciwutleniająca
Alnico ma silne właściwości antykorozyjne, a powierzchnia nie wymaga galwanizacji.
Obecnie istnieją cztery główne typy magnesów komercyjnych: neodymowo-żelazowo-borowy (NdFeB), samar-kobalt (SmCo), glinowo-niklowo-kobaltowy (AlNiCo) i ferrytowy (Ferryt). Wśród nich magnesy ferrytowe, samarowe, ziem rzadkich, kobaltowe i neodymowe mogą być stosowane w silnikach z magnesami trwałymi i w zastosowaniach z magnesami samochodowymi.
Podczas projektowania silnika wybór magnesu ma znaczący wpływ na ogólną wydajność silnika i koszt projektu. Musisz więc wiedzieć, jak wybrać odpowiedni magnes do swojego silnika.