Nylig, ettersom teknologien utvikler seg mot høy frekvens og høy hastighet, har virvelstrømstapet av magneter blitt et stort problem. Spesielt denNeodym Jern Bor(NdFeB) ogSamarium kobolt(SmCo) magneter, påvirkes lettere av temperatur. Virvelstrømstapet har blitt et stort problem.
Disse virvelstrømmene resulterer alltid i generering av varme, og deretter forringelse av ytelsen i motorer, generatorer og sensorer. Anti-virvelstrømteknologi av magneter undertrykker vanligvis genereringen av virvelstrøm eller undertrykker bevegelsen av indusert strøm.
"Magnet Power" har blitt utviklet Anti-eddy-current teknologien til NdFeB og SmCo magneter.
Eddy Currents
Virvelstrømmer genereres i ledende materialer som befinner seg i et vekslende elektrisk felt eller vekslende magnetfelt. I følge Faradays lov genererer vekslende magnetiske felt elektrisitet, og omvendt. I industrien brukes dette prinsippet ved metallurgisk smelting. Gjennom middels frekvens induksjon induseres ledende materialer i digelen, som Fe og andre metaller, til å generere varme, og til slutt smeltes de faste materialene.
Resistiviteten til NdFeB-magneter, SmCo-magneter eller Alnico-magneter er alltid svært lav. Vist i tabell 1. Derfor, hvis disse magnetene fungerer i elektromagnetiske enheter, vil samspillet mellom den magnetiske fluksen og ledende komponenter generere virvelstrømmer veldig enkelt.
Tabell 1 Resistiviteten til NdFeB-magneter, SmCo-magneter eller Alnico-magneter
| Magneter | Resistivitet(mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
I følge Lenz's lov fører virvelstrømmer generert i NdFeB- og SmCo-magneter til flere uønskede effekter:
● Energitap: På grunn av virvelstrømmer omdannes en del av den magnetiske energien til varme, noe som reduserer enhetens effektivitet. For eksempel er jerntapet og kobbertapet på grunn av virvelstrøm hovedfaktoren for effektiviteten til motorer. I sammenheng med reduksjon av karbonutslipp er det svært viktig å forbedre effektiviteten til motorer.
● Varmegenerering og avmagnetisering: Både NdFeB- og SmCo-magnetene har sin maksimale driftstemperatur, som er en kritisk parameter for permanente magneter. Varmen som genereres av virvelstrømstap fører til at temperaturen på magnetene stiger. Når den maksimale driftstemperaturen er overskredet, vil demagnetisering oppstå, noe som til slutt vil føre til en reduksjon i funksjonen til enheten eller alvorlige ytelsesproblemer.
Spesielt etter utviklingen av høyhastighetsmotorer, som magnetiske lagermotorer og luftlagermotorer, har demagnetiseringsproblemet til rotorene blitt mer fremtredende. Figur 1 viser rotoren til en luftlagermotor med en hastighet på30 000RPM. Temperaturen steg etter hvert med ca500°C, noe som resulterer i avmagnetisering av magnetene.
Fig1. a og c er henholdsvis magnetfeltdiagrammet og fordelingen av normalrotoren.
b og d er magnetfeltdiagrammet og fordelingen av henholdsvis avmagnetisert rotor.
Videre har NdFeB-magneter en lav Curie-temperatur (~320°C), noe som gjør dem til avmagnetisering. Curie-temperaturene til SmCo-magneter varierer mellom 750-820°C. NdFeB er lettere å bli påvirket av virvelstrøm enn SmCo.
Anti-Eddy Current teknologier
Det er utviklet flere metoder for å redusere virvelstrømmene i NdFeB- og SmCo-magneter. Disse første metodene er å endre sammensetningen og strukturen til magneter for å øke resistiviteten. Den andre metoden som alltid brukes i prosjektering for å forstyrre dannelsen av store virvelstrømsløyfer.
1. Forbedre resistiviteten til magneter
Gabay et.al har blitt tilsatt CaF2, B2O3 til SmCo-magneter for å forbedre resistiviteten, som ble forbedret fra 130 μΩ cm til 640 μΩ cm. Imidlertid sank (BH)max og Br signifikant.
2. Laminering av magneter
Laminering av magneter er den mest effektive metoden innen konstruksjon.
Magnetene ble skåret i tynne lag og deretter limt dem sammen. Grensesnittet mellom to magneter er isolerende lim. Den elektriske banen for virvelstrømmene er forstyrret. Denne teknologien er mye brukt i høyhastighetsmotorer og generatorer. "Magnet Power" har blitt utviklet en rekke teknologier for å forbedre resistiviteten til magneter. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Den første kritiske parameteren er resistiviteten. Resistiviteten til laminerte NdFeB- og SmCo-magneter produsert av "Magnet Power" er høyere enn 2 MΩ·cm. Disse magnetene kan i betydelig grad hemme ledningen av strømmen i magneten og deretter undertrykke varmeutviklingen.
Den andre parameteren er tykkelsen på limet mellom stykker av magneter. Hvis tykkelsen på limlaget er for høyere, vil det føre til at volumet på magneten reduseres, noe som resulterer i en reduksjon i den totale magnetiske fluksen. "Magnet Power" kan produsere laminerte magneter med tykkelsen på limlaget på 0,05 mm.
3. Belegg med materialer med høy resistivitet
Isolerende belegg påføres alltid på overflaten av magneter for å forbedre resistiviteten til magneter. Disse belegget fungerer som barrierer for å redusere strømmen av virvelstrømmer på overflaten av magneten. Som epoksy eller parylen, av keramiske belegg brukes alltid.
Fordeler med Anti-Eddy Current-teknologi
Antivirvelstrømteknologi er viktig brukt i mange applikasjoner med NdFeB- og SmCo-magneter. Inkludert:
● Hhøyhastighetsmotorer: I høyhastighetsmotorer, noe som betyr at hastigheten er mellom 30 000-200 000 RPM, for å undertrykke virvelstrømmen og å redusere varmen er nøkkelkravet. Figur 3 viser sammenligningstemperaturen for normal SmCo-magnet og antivirvelstrøm SmCo i 2600Hz. Når temperaturen på vanlige SmCo-magneter (den venstre røde) overstiger 300 ℃, overstiger ikke temperaturen på antivirvelstrøm-SmCo-magneter (høyre bule en) 150 ℃.
●MR-maskiner: Redusering av virvelstrømmer er kritisk i MR for å opprettholde stabiliteten til systemene.
Antivirvelstrømteknologi er svært viktig for å forbedre ytelsen til NdFeB- og SmCo-magneter i mange applikasjoner. Ved å bruke laminerings-, segmenterings- og beleggsteknologier kan virvelstrømmene reduseres betydelig i "Magnet Power". Antivirvelstrømmagnetene NdFeB og SmCo kan brukes i moderne elektromagnetiske systemer.
Innleggstid: 23. september 2024
