Razumijevanje porasta radne temperature zbog gubitaka vrtložnih struja
U statorskim magnetima (magneti montirani na stator PM motora ili generatora), magnetsko polje se izmjenjuje na električnoj frekvenciji. Ovo inducira vrtložne struje u materijalu magneta, stvarajući toplinu. Za 4-polni motor koji radi na 6000 o/min, električna frekvencija je 200 Hz. Gubici vrtložne struje u krutim SmCo magnetima mogu povisiti temperaturu magneta za 30-60 stupnjeva iznad temperature okoline, ovisno o debljini magneta i vodljivosti.
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), koristi se sinterirani SmCo s električnim otporom 80-100 μΩ·cm (u usporedbi s 50-60 μΩ·cm za NdFeB).
Zašto je SmCo nezamjenjiv u motorima s-ekstremnom toplinom
NdFeB magneti iznad 220 stupnjeva (čak i s EH ili AH stupnjevima) trpe brzu ireverzibilnu demagnetizaciju zbog difuzije teških granica zrna rijetke zemlje. SmCo, s Curiejevom temperaturom od 750-800 stupnjeva, ne pokazuje faznu transformaciju ispod 400 stupnjeva. Prijave koje nalažu SmCo uključuju:
Zrakoplovni aktuatori: kontinuirani rad od 250 stupnjeva, preživljavanje na 350 stupnjeva 30 minuta.
Motori za bušenje (nafta i plin): ambijentalna temperatura od 200 stupnjeva + samo-zagrijavanje do 280 stupnjeva.
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 stupnjeva.
Vretenasti-motori velike brzine (20.000-60.000 o/min): grijanje vjetrom + vrtložne struje.
U tim bi okruženjima korištenje NdFeB zahtijevalo skupo hlađenje tekućinom ili rezultiralo katastrofalnim kvarom u roku od nekoliko sati.
Definiranje reverzibilnih temperaturnih koeficijenata i nepovratnih gubitaka
Povratni gubitak: promjena Br s temperaturom koja se vraća kada se ohladi. SmCo (temperaturni koeficijent Br) je -0,03 do -0,04%/ stupanj, što znači da porast od 200 stupnjeva smanjuje Br za 6-8%. Ovaj gubitak se ponovno dobiva na sobnoj temperaturi.
Nepovratni gubitak: trajni gubitak zbog metalurških promjena ili djelomične demagnetizacije. Za SmCo ispod 350 stupnjeva, nepovratni gubitak je zanemariv (<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 na 300 stupnjeva.
Usklađivanje toplinskog dizajna motora s pravim stupnjem magneta
Termički dizajn motora mora uzeti u obzir:
Maksimalna kontinuirana temperatura magneta (okolina + porast temperature).
Vršna kratkotrajna-temperatura (uvjeti preopterećenja ili zastoja).
Način hlađenja (zrak, vodeni omotač, uljni sprej ili pasivno).
Nudimo matricu odabira ocjena:
| Maksimalna temperatura magneta (stupnjevi) | Preporučeni SmCo stupanj | Hcj min @ temp (kOe) | Tipični tip motora |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (razred 18) | 5-8 | Općenito industrijsko,-osjetljivo na troškove |
| 200-280 | Sm2Co17 (stupanj 24) | 8-12 | Visok{0}}servo zakretni moment, trakcija |
| 280-350 | Sm2Co17 (stupanj 28 s V) | 12-18 | Aerospace, niz bušotinu, ekstremni rad |
| >350 | AlNiCo (cast) | N/A (bez rizika od demag.) | Specijalizirani (bez SmCo iznad 350 stupnjeva neprekidno) |
Za proizvođače industrijskih motora kojima su potrebni SmCo statorski magneti ili cjeloviti sklopovi rotora sa SmCo lukovima, posjetite naše stranice o statorskim magnetima i samarijevim kobaltnim magnetima na našoj web stranici. Isporučujemo potpuno segmentirane magnete za smanjenje gubitaka vrtložnih struja.
Da biste zatražili toplinsku simulaciju i preporuku za ocjenu vašeg motora – uključujući očekivanu temperaturu okoline, radni ciklus i metodu hlađenja – kontaktirajte naš tim inženjera motora.
Često postavljana pitanja
P: Mogu li se magneti SmCo strojno obraditi do uskih tolerancija poput ±0,03 mm?
O: Da, ali SmCo je tvrđi i lomljiviji od NdFeB. Koristimo dijamantne brusne ploče. Očekujte 10-15% višu cijenu obrade od NdFeB. Standardna su odstupanja od ±0,05 mm; ±0,02 mm dostupno uz vrhunsku cijenu.
P: Trebaju li SmCo magneti premazati za zaštitu od korozije?
O: SmCo ima izvrsnu otpornost na koroziju u suhim ili blago vlažnim okruženjima. Za izlaganje slanom spreju ili kemikalijama preporučujemo tanki Ni-Cu-Ni (10-15μm) ili parilenski premaz. Većina industrijskih motora sa zatvorenim kućištima ne zahtijevaju premaz.
P: Koje je vrijeme isporuke za prilagođene SmCo segmente luka (OD 80 mm, ID 70 mm, duljina 50 mm)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 komada). Trošak alata: $800-1200 za segmentnu matricu.
