영구자석 모터의 개발은 영구자석 소재의 개발과 밀접한 관련이 있습니다. 중국은 세계 최초로 영구자석 재료의 자기적 특성을 발견하고 이를 실제로 적용한 국가이다. 2000여년 전, 중국은 영구자석 재료의 자기적 특성을 이용하여 나침반을 만들었고, 이는 항해, 군사 및 기타 분야에서 큰 역할을 했으며 고대 중국 4대 발명품 중 하나가 되었습니다.
1920년대에 등장한 세계 최초의 모터는 영구자석을 이용해 여기 자기장을 생성하는 영구자석 모터였습니다. 그러나 당시 사용된 영구자석 재료는 천연자석(Fe3O4)으로 자기에너지밀도가 매우 낮았다. 그것으로 만든 모터는 크기가 크고 곧 전기 여자 모터로 교체되었습니다.
각종 모터의 비약적인 발전과 전류자화기의 발명으로 영구자성재료의 메커니즘, 구성 및 제조기술에 대한 심도 있는 연구를 진행하여 탄소강, 텅스텐 등 다양한 영구자성재료를 잇달아 발굴해 나가고 있다. 강철(약 2.7kJ/m3의 최대 자기 에너지 곱) 및 코발트 강철(약 7.2kJ/m3의 최대 자기 에너지 곱).
특히 1930년대 알루미늄 니켈 코발트 영구자석(최대 자기에너지 곱은 85kJ/m3에 달함)과 1950년대에는 페라이트 영구자석(최대 자기에너지 곱은 40kJ/m3에 달함)이 등장하면서 자기특성이 크게 향상되었다. , 다양한 마이크로 및 소형 모터가 영구 자석 여자를 사용하기 시작했습니다. 영구 자석 모터의 출력은 몇 밀리와트에서 수십 밀리와트에 이릅니다. 킬로와트. 군사, 산업, 농업 생산과 일상생활에 널리 사용되며 그 생산량이 비약적으로 증가했습니다.
이에 따라 이 기간 동안 영구 자석 모터의 설계 이론, 계산 방법, 자화 및 제조 기술에서 획기적인 발전이 이루어졌으며 영구 자석 작업 다이어그램 다이어그램 방법으로 대표되는 일련의 분석 및 연구 방법이 형성되었습니다. 그러나 AlNiCo 영구자석은 보자력이 낮고(36~160kA/m), 페라이트 영구자석의 잔류자기밀도가 높지 않아(0.2~0.44T) 모터 적용 범위가 제한된다.
1960년대와 1980년대가 되어서야 희토류 코발트 영구자석과 네오디뮴 철붕소 영구자석(통칭 희토류 영구자석)이 속속 등장했다. 높은 잔류 자기 밀도, 높은 보자력, 높은 자기 에너지 곱 및 선형 감자 곡선 등 우수한 자기 특성은 특히 모터 제조에 적합하여 영구 자석 모터의 발전을 새로운 역사적 시대로 이끌었습니다.
1.영구자성재료
모터에 일반적으로 사용되는 영구자석 재료에는 소결자석과 본드자석이 있으며, 주요 종류로는 알루미늄 니켈 코발트, 페라이트, 사마륨 코발트, 네오디뮴 철 붕소 등이 있습니다.
알니코(Alnico): 알니코 영구자석 재료는 가장 널리 사용되는 영구자석 재료 중 하나이며, 그 제조 공정과 기술은 상대적으로 성숙합니다.
영구 페라이트: 1950년대부터 페라이트가 성황을 이루기 시작했으며, 특히 1970년대에는 보자력과 자기 에너지 성능이 좋은 스트론튬 페라이트가 대량 생산되면서 영구 페라이트의 사용이 급속히 확대되었습니다. 페라이트는 비금속 자성재료로서 산화되기 쉽고, 퀴리온도가 낮으며, 금속 영구자석재료에 비해 가격이 비싸다는 단점이 없어 많은 사랑을 받고 있습니다.
사마륨 코발트(Samarium Cobalt): 1960년대 중반에 등장한 우수한 자기 특성을 지닌 영구 자석 소재로 매우 안정적인 성능을 가지고 있습니다. 사마륨코발트는 자기적 성질의 측면에서 특히 모터 제조에 적합하지만, 가격이 비싸기 때문에 주로 항공, 우주항공, 무기 등 군용 모터와 첨단 기술 분야의 모터 연구개발에 사용됩니다. 고성능과 가격은 주요 요인이 아닙니다.
NdFeB: NdFeB 자성 재료는 네오디뮴, 산화철 등의 합금으로 자성 강철이라고도 합니다. 매우 높은 자기에너지곱과 보자력을 가지고 있습니다. 동시에 높은 에너지 밀도의 장점으로 인해 NdFeB 영구 자석 재료는 현대 산업 및 전자 기술에 널리 사용되며 계측기, 전기 음향 모터, 자기 분리 및 자화와 같은 장비의 소형화, 경량화 및 박형화가 가능합니다. 네오디뮴과 철이 다량 함유되어 있어 녹슬기 쉽습니다. 표면 화학적 패시베이션은 현재 최고의 솔루션 중 하나입니다.
내식성, 최대 작동 온도, 가공 성능, 감자 곡선 형태,
모터에 일반적으로 사용되는 영구자석 재료의 가격 비교(그림)
2.자성강의 형상과 공차가 모터 성능에 미치는 영향
1. 자강 두께의 영향
내부 또는 외부 자기 회로가 고정되면 공극이 감소하고 두께가 증가함에 따라 유효 자속이 증가합니다. 명백한 현상은 동일한 잔류 자기 하에서 무부하 속도가 감소하고 무부하 전류가 감소하여 모터의 최대 효율이 증가한다는 것입니다. 그러나 모터의 정류 진동이 증가하고 모터의 효율 곡선이 상대적으로 가파른 등의 단점도 있습니다. 따라서 진동을 줄이기 위해서는 모터 자기강의 두께를 최대한 일정하게 유지해야 합니다.
2.자성 강철 폭의 영향
밀접하게 배치된 브러시리스 모터 자석의 경우 총 누적 간격은 0.5mm를 초과할 수 없습니다. 너무 작으면 설치되지 않습니다. 너무 크면 모터가 진동하여 효율이 떨어집니다. 이는 자석의 위치를 측정하는 홀 요소의 위치가 자석의 실제 위치와 일치하지 않고 폭이 일정해야 하기 때문입니다. 그렇지 않으면 모터의 효율이 낮고 진동이 커집니다.
브러시 모터의 경우 자석 사이에 기계적 정류 전환 영역을 위해 예약된 일정한 간격이 있습니다. 간격이 있지만 대부분의 제조업체는 모터 자석의 정확한 설치 위치를 보장하기 위해 설치 정확도를 보장하기 위해 엄격한 자석 설치 절차를 가지고 있습니다. 자석의 너비가 초과되면 설치되지 않습니다. 자석의 폭이 너무 작으면 자석이 잘못 정렬되고 모터가 더 많이 진동하여 효율이 감소합니다.
3.자성 강철 모따기 크기와 비모따기의 영향
면취가 이루어지지 않으면 모터 자기장의 가장자리에서 자기장의 변화율이 커져서 모터의 맥동이 발생하게 됩니다. 모따기가 클수록 진동은 작아집니다. 그러나 모따기 작업은 일반적으로 자속의 특정 손실을 유발합니다. 일부 사양의 경우 Chamfer가 0.8일 때 자속 손실은 0.5~1.5%입니다. 잔류 자성이 낮은 브러시 모터의 경우 모따기 크기를 적절하게 줄이면 잔류 자성을 보상하는 데 도움이 되지만 모터의 맥동이 증가합니다. 일반적으로 잔류 자성이 낮으면 길이 방향의 공차를 적절하게 확대할 수 있어 유효 자속을 어느 정도 증가시키고 모터의 성능을 기본적으로 변하지 않게 유지할 수 있습니다.
3. 영구자석 모터에 관한 주의 사항
1. 자기회로 구조 및 설계계산
다양한 영구자석 소재의 자기적 특성, 특히 희토류 영구자석의 우수한 자기적 특성을 최대한 활용하고, 비용 효율적인 영구자석 모터를 제작하기 위해서는 단순히 전통적인 영구 자석 모터 또는 전자기 여기 모터. 자기회로 구조를 재분석하고 개선하기 위해서는 새로운 설계 개념이 확립되어야 합니다. 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 기술의 급속한 발전과 전자기장 수치 계산, 최적화 설계 및 시뮬레이션 기술과 같은 현대 설계 방법의 지속적인 개선과 모터 학계와 엔지니어링 커뮤니티의 공동 노력을 통해 획기적인 발전이 이루어졌습니다. 영구자석 모터의 설계 이론, 계산 방법, 구조 프로세스 및 제어 기술로 제작되어 전자기장 수치 계산과 등가 자기 회로 분석 솔루션을 결합한 완전한 분석 및 연구 방법과 컴퓨터 지원 분석 및 설계 소프트웨어 세트를 구성합니다. 지속적으로 개선되고 있습니다.
2. 비가역적인 감자 문제
설계 또는 사용이 부적절할 경우 영구자석 모터는 충격 전류에 의한 전기자 반응으로 인해 온도가 너무 높거나(NdFeB 영구자석) 너무 낮을 때(페라이트 영구자석) 비가역적인 감자 또는 감자가 발생할 수 있습니다. 또는 심한 기계적 진동이 있는 경우 모터 성능이 저하되고 심지어 사용할 수 없게 될 수도 있습니다. 따라서 모터 제조업체에 적합한 방법과 장치를 연구하고 개발하여 영구자석 재료의 열적 안정성을 확인하고, 다양한 구조 형태의 항자기화 능력을 분석하여 설계 및 제조 과정에서 상응하는 조치를 취할 수 있도록 하는 것이 필요합니다. 영구 자석 모터가 자성을 잃지 않도록하십시오.
3.비용 문제
희토류 영구자석은 여전히 상대적으로 비싸기 때문에 희토류 영구자석 모터의 가격은 일반적으로 전기 여자 모터의 가격보다 높으며, 이는 고성능과 운영 비용 절감으로 보상되어야 합니다. 컴퓨터 디스크 드라이브용 보이스 코일 모터와 같은 경우에 NdFeB 영구 자석을 사용하면 성능이 향상되고 부피와 질량이 크게 줄어들며 총 비용이 절감됩니다. 설계 시 구체적인 사용 상황과 요구 사항에 따라 성능과 가격을 비교하고, 구조 프로세스를 혁신하고 설계를 최적화하여 비용을 절감하는 것이 필요합니다.
안후이밍텅영구자석전기기계설비유한회사(https://www.mingtengmotor.com/). 영구자석 모터 자기강의 감자율은 연간 1,000분의 1을 넘지 않습니다.
당사 영구자석 전동기 회전자의 영구자석 재료는 고자기 에너지 제품과 높은 고유 보자력 소결 NdFeB를 채택하고 있으며, 기존 등급은 N38SH, N38UH, N40UH, N42UH 등이 있습니다. 당사에서 일반적으로 사용되는 등급인 N38SH를 사용합니다. 예를 들어, 38-은 38MGOe의 최대 자기 에너지 곱을 나타냅니다. SH는 150℃의 최대 온도 저항을 나타냅니다. UH의 최대 온도 저항은 180℃입니다. 이 회사는 자성 강철 조립을 위한 전문 툴링 및 가이드 고정 장치를 설계하고 합리적인 수단으로 조립된 자성 강철의 극성을 정성적으로 분석하여 각 슬롯 자성 강철의 상대 자속 값이 가까워지도록 하여 자성의 대칭성을 보장합니다. 회로 및 자기 강철 어셈블리의 품질.
저작권: 이 기사는 WeChat 공개 번호 "오늘의 모터"를 재인쇄한 것입니다. 원본 링크는 https://mp.weixin.qq.com/s/zZn3UsYZeDwicEDwIdsbPg입니다.
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게시 시간: 2024년 8월 30일