Anisotrooppisen suunnan ymmärtäminen sintratussa NdFeB:ssä
Sintratut neodyymimagneetit ovat anisotrooppisia – niillä on ensisijainen magnetointisuunta, joka asetetaan puristuksen aikana magneettikentässä. Vihreä kompakti (sintraamaton jauhe) kohdistetaan 1,5-2,0 Teslan magneettikenttään ja sitten sintrataan. Sintrauksen jälkeen magneetti voidaan magnetoida vain alkuperäiseen kohdistussuuntaan. Magnetointi mihin tahansa muuhun suuntaan tuottaa heikon, epävakaan kentän (tyypillisesti 10-20 % kohdistetun suunnan Br:stä). Näin ollen et voi "uudelleenmagnetoida" aksiaalisesti puristettua lohkoa diametraalisesti magnetoiduksi.
Magnetointisuunnan määrittäminen on siis suunnittelupäätös, joka määrittää puristustyökalut ja valmistusprosessin. Tietylle magneetin muodolle on yleensä kaksi mahdollista kohdistussuuntaa (esim. läpivientipaksuus vs. pituus). Asiakkaan on valittava sovelluksen tarvitseman vuopolun perusteella.
Aksiaalinen, halkaisijainen ja radiaalinen magnetointi selitetty
Sylinterimäiselle magneetille (korkeus H, halkaisija D):
Aksiaalinen magnetointi: magneettiset navat kahdella pyöreällä pinnalla (pohjoinen yläpinnalla, etelä alapuolella). Kenttä on yhdensuuntainen sylinterin akselin kanssa. Käytetään kestomagneettikytkimissä, aksiaalisissa vuomoottoreissa ja magneettijousissa.
Diametrinen magnetointi: magneettiset navat sylinterin ulkopinnan vastakkaisilla puolilla (pohjoinen toisella puolella, etelä 180 astetta vastapäätä). Kenttä on kohtisuorassa akseliin nähden ja kulkee halkaisijan poikki. Käytetään yhden-parin harjattomissa tasavirtapuhallinmoottoreissa, Hall-efektin antureissa ja pienissä pyörivissä koodereissa.
Radiaalinen magnetointi: erityisesti rengasmagneeteille (OD, ID). Pylväät ovat sylinterimäisillä sisä- ja ulkopinnoilla (pohjoinen OD:ssa, etelässä ID tai päinvastoin). Vuo virtaa säteittäisesti. Käytetään nopeassa-roottoreissa moninaparenkailla ja magneettisissa laakereissa.
Moninapainen diametraalinen/säteittäinen: magneetit magnetoidaan useilla vuorottelevilla navoilla kehän ympärillä (esim. 4-napainen, 8-napainen, 12-napainen). Vaatii moninapaisen magnetointikiinnittimen painamisen jälkeen.
Milloin valita säteittäinen magnetointi{0}}nopealle roottorille
Nopeiden-kestomagneettiroottoreiden (yli 20 000 rpm) pinta-asennettuihin-kaarimagneeteihin kohdistuu keskipakovoimia. Moninapaisessa säteittäisesti magnetoidussa rengasmagneetissa (yksi -osarengas, jonka ulkopinnalla on vuorottelevat navat) ei ole liimattuja segmenttejä – se on monoliittinen sintrattu rengas. Tämä eliminoi segmenttien irtoamisen riskin. Säteittäiset renkaat tuottavat myös tasaisemman magneettikentän profiilin segmentoituihin kaareihin verrattuna, mikä vähentää vääntömomentin aaltoilua 30-50 %.
Säteittäiset renkaat vaativat kuitenkin erityisiä magnetointikiinnittimiä (kelat renkaan kehän ympärillä). Valaisimen hinta on korkeampi (2000-5000 dollaria per napaluku) kuin aksiaalisilla/halkaisijamagneeteilla, mutta kiinnike on uudelleenkäytettävissä kaikille samankokoisille ja napalukuisille renkaille.
Roottoreille, joiden halkaisija on 20–150 mm, tarjoamme radiaalisesti magnetoituja renkaita, joissa on 2–16 napaa. Pienin seinämän paksuus: 3 mm luotettavaa sintrausta varten ilman halkeamia.
Kuinka magnetoinnin suunta vaikuttaa työkalukustannuksiisi
Työkalu- ja valmistuskustannukset vaihtelevat huomattavasti:
| Magnetisoinnin suunta | Painamalla Tooling Complexity | Magnetointikiinnikkeen hinta (mukautettu) | Tyypillinen tuotto (%) |
|---|---|---|---|
| Aksiaalinen (läpipaksuus) | Yksinkertainen (rinnakkaislevymuotti) | Matala (300–500 dollaria) | 95-98% |
| Aksiaalinen (läpipituus) lohkoille | Vakio | Matala | 92-96% |
| Sylinterin halkaisija | Yksinkertainen, mutta vaatii erityistä suuntausta | Keskikokoinen (800–1500 dollaria) | 85-90 % (suurempi hylkäys kohdistusvirheen vuoksi) |
| Radiaalinen rengas, yksinapainen (ID/OD) | Monimutkainen (vaatii suunnatun jauhevirtauksen) | Keskikokoinen (1000–2000 dollaria) | 80-85% |
| Radiaalinen rengas, moninapainen (4+ napaa) | Erittäin monimutkainen | Korkea (3000–6000 dollaria) | 70-80% |
| Halbach{0}}tyypin mukautettu kulma | Vain erikoistyökalut | Muokattu kaluste ($5000+) | 60-75% |
Prototyyppien tekemiseen suosittelemme isotrooppisesti sidottujen magneettien käyttöä tai standardimagnetointia yksinkertaisissa muodoissa ja siirrytään sitten anisotrooppiseen sintraukseen tuotantoa varten suunnittelun validoinnin jälkeen.
Jos tarvitset räätälöityjä moottorimagneetteja, jotka vaativat erityisiä magnetointisuuntia – aksiaalisia, diametraalisia, radiaalisia tai moninapaisia – käy Roottorimagneetti-tuotesivullamme. Toimitamme jokaisen tilauksen mukana magnetointikiinnikkeet, joiden avulla voit tarkistaa napaisuuden ennen kokoamista.
Ota yhteyttä tekniseen tiimiimme keskustellaksesi moottorisi vaaditusta vuokuviosta ja kentän voimakkuudesta. Tarjoamme magnetoinnin suunnan varmennusta Hall-anturien ja Helmholtz-käämien avulla.
Usein kysytyt kysymykset
K: Voinko magnetoida saman neodyymirenkaan ensin aksiaalisesti ja sitten diametraalisesti?
V: Ei. Kun magneetti on magnetoitu yhteen suuntaan, se säilyttää tämän suunnan. Toisen magnetointisuunnan yrittäminen demagnetisoi materiaalin tai luo monimutkaisen moni-domain-tilan 50 % pienemmällä kokonaisvuolla.
K: Kuinka määritän magnetointisuunnan mukautetun lohkomagneetin piirustukseen?
V: Käytä piirustuksessa nuolta, jossa on merkintä "Magnetisointisuunta". Näytä nuoli suhteessa osan mittoihin. Anna 3D-CAD-tiedosto (STEP tai STL), jonka nuoli on mallinnettu viitteeksi. Vahvistamme palautuspiirroksella.
K: Mikä on enimmäismäärä napoja, jotka voit magnetoida halkaisijaltaan 30 mm:n säteittäisessä renkaassa?
V: Jopa 16 napaa (22,5 astetta per napa). Pienin napakaari: 5 mm ulkopinnalla. Suuremmilla napojen lukumäärällä (esim. 24 napaa 30 mm:n ulkopinnalla) napojen välisestä magnetoitavasta materiaalista tulee liian kapea, mikä aiheuttaa suuria vuotoja. Käytä FE-analyysiä tarkistaaksesi.
