Onlangs, soos tegnologie ontwikkel na hoë frekwensie en hoë spoed, het die werwelstroomverlies van magnete 'n groot probleem geword. Veral dieNeodymium Yster Boor(NdFeB) en dieSamarium kobalt(SmCo) magnete, word makliker deur temperatuur beïnvloed. Die werwelstroomverlies het 'n groot probleem geword.
Hierdie werwelstrome lei altyd tot die opwekking van hitte, en dan verswakking van werkverrigting in motors, kragopwekkers en sensors. Anti-wervelstroomtegnologie van magnete onderdruk gewoonlik die opwekking van wervelstroom of onderdruk die beweging van geïnduseerde stroom.
"Magnet Power" is ontwikkel die Anti-eddy-current tegnologie van NdFeB en SmCo magnete.
Die Eddy Currents
Wervelstrome word gegenereer in geleidende materiale wat in 'n wisselende elektriese veld of wisselende magnetiese veld is. Volgens Faraday se wet genereer wisselende magnetiese velde elektrisiteit, en omgekeerd. In die industrie word hierdie beginsel in metallurgiese smelting gebruik. Deur middelfrekwensie-induksie word geleidende materiale in die smeltkroes, soos Fe en ander metale, geïnduseer om hitte op te wek, en uiteindelik word die vaste materiale gesmelt.
Die weerstand van NdFeB-magnete, SmCo-magnete of Alnico-magnete is altyd baie laag. Getoon in tabel 1. As hierdie magnete dus in elektromagnetiese toestelle werk, genereer die interaksie tussen die magnetiese vloed en geleidende komponente werwelstrome baie maklik.
Tabel 1 Die weerstand van NdFeB-magnete, SmCo-magnete of Alnico-magnete
| Magnete | Resistiwiteit (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Volgens Lenz se wet lei Eddy-strome wat in NdFeB- en SmCo-magnete gegenereer word tot verskeie ongewenste effekte:
● Energieverlies: As gevolg van werwelstrome word 'n deel van die magnetiese energie in hitte omgeskakel, wat die doeltreffendheid van die toestel verminder. Byvoorbeeld, die ysterverlies en koperverlies as gevolg van werwelstroom is die hooffaktor van doeltreffendheid van motors. In die konteks van koolstofvrystellingvermindering is die verbetering van die doeltreffendheid van motors baie belangrik.
● Hittegenerering en demagnetisering: Beide die NdFeB- en SmCo-magnete het hul maksimum bedryfstemperatuur, wat 'n kritieke parameter van permanente magnete is. Die hitte wat deur wervelstroomverlies gegenereer word, veroorsaak dat die temperatuur van die magnete styg. Sodra die maksimum bedryfstemperatuur oorskry word, sal demagnetisering plaasvind, wat uiteindelik sal lei tot 'n afname in die funksie van die toestel of ernstige prestasieprobleme.
Veral na die ontwikkeling van hoëspoedmotors, soos magnetiese laermotors en lugdraermotors, het die demagnetiseringsprobleem van rotors meer prominent geword. Figuur 1 toon die rotor van 'n lugdraermotor met 'n spoed van30 000RPM. Die temperatuur het uiteindelik met ongeveer gestyg500°C, wat lei tot demagnetisering van die magnete.
Fig1. a en c is onderskeidelik die magnetiese velddiagram en verspreiding van normale rotor.
b en d is onderskeidelik die magneetvelddiagram en verspreiding van gedemagnetiseerde rotor.
Verder het NdFeB-magnete 'n lae Curie-temperatuur (~320°C), wat hulle demagnetisering maak. Die curie-temperature van SmCo-magnete wissel tussen 750-820°C. NdFeB is makliker om deur wervelstroom geraak te word as SmCo.
Anti-Wervelstroomtegnologieë
Verskeie metodes is ontwikkel om die werwelstrome in NdFeB- en SmCo-magnete te verminder. Hierdie eerste metode is om die samestelling en struktuur van magnete te verander om die weerstand te verbeter. Die tweede metode wat altyd in ingenieurswese gebruik word om die vorming van groot wervelstroomlusse te ontwrig.
1.Verhoog die weerstand van magnete
Gabay et.al is CaF2, B2O3 by SmCo-magnete gevoeg om die weerstand te verbeter, wat van 130 μΩ cm tot 640 μΩ cm verbeter het. Die (BH)maks en Br het egter aansienlik afgeneem.
2. Laminering van magnete
Die laminering van die magnete is die mees effektiewe metode in ingenieurswese.
Die magnete is in dun lae gesny en dan aanmekaar geplak. Die koppelvlak tussen twee stukke magnete is isolerende gom. Die elektriese pad vir die werwelstrome is ontwrig. Hierdie tegnologie word wyd gebruik in hoëspoedmotors en kragopwekkers. "Magnet Power" is baie tegnologieë ontwikkel om die weerstand van magnete te verbeter. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
Die eerste kritieke parameter is die weerstand. Die weerstand van gelamineerde NdFeB- en SmCo-magnete wat deur "Magnet Power" vervaardig word, is hoër as 2 MΩ·cm. Hierdie magnete kan die geleiding van stroom in die magneet aansienlik inhibeer en dan die hittegenerering onderdruk.
Die tweede parameter is die dikte van die gom tussen stukke magnete. As die dikte van die gomlaag te hoër is, sal dit die volume van die magneet laat afneem, wat lei tot 'n afname in algehele magnetiese vloed. "Magnet Power" kan gelamineerde magnete produseer met die dikte van gomlaag van 0,05 mm.
3. Bedekking met hoë weerstandsmateriaal
Isolerende bedekkings word altyd op die oppervlak van magnete aangebring om die weerstand van magnete te verbeter. Hierdie deklaag dien as versperrings om die vloei van wervelstrome op die oppervlak van die magneet te verminder. Soos epoksie of parileen, van keramiekbedekkings word altyd gebruik.
Voordele van Anti-Wervelstroomtegnologie
Teen-wervelstroomtegnologie word noodsaaklik toegepas in baie toepassings met NdFeB- en SmCo-magnete. Insluitend:
● Hhoëspoedmotors: In hoëspoedmotors, wat beteken dat die spoed tussen 30 000-200 000 RPM is, is om die werwelstroom te onderdruk en hitte te verminder die sleutelvereiste. Figuur 3 toon die vergelykingstemperatuur van normale SmCo-magneet en anti-wervelstroom SmCo in 2600Hz. Wanneer die temperatuur van normale SmCo-magnete (linkerrooi een) 300 ℃ oorskry, oorskry die temperatuur van anti-wervelstroom SmCo-magnete (regterbol een) nie 150 ℃ nie.
●MRI masjiene: Vermindering van werwelstrome is van kritieke belang in MRI om die stabiliteit van die stelsels te handhaaf.
Anti-wervelstroom tegnologie is baie belangrik vir die verbetering van die werkverrigting van NdFeB en SmCo magnete in baie toepassings. Deur laminering, segmentering en bedekkingstegnologie te gebruik, kan die werwelstrome aansienlik verminder word in "Magneetkrag". Die anti-wervelstroom NdFeB en SmCo magnete is moontlik om in moderne elektromagnetiese stelsels toegepas te word.
Postyd: 23-Sep-2024
