NdFeB Radiation Ring: En ny generation af kerneteknologi, der leder transformationen af magnetkredsløbsdesign
I fremstillingsværkstedet for avancerede servomotorer justerer ingeniører omhyggeligt splejsningsvinklerne på magnetfliser og forsøger at eliminere svage magnetfeltforvrængninger - et problem, der har plaget industrien i årtier. I dag bliver denne udfordring stille og roligt løst af en sømløs ring.
Sintrede NdFeB radialt orienterede magnetiske ringe erstatter gradvist traditionelle segmenterede magnetfliser splejsningsløsninger. Denne integrerede magnetiske ring overvinder ulemperne ved traditionel fliseformet bloksplejsning, såsom magnetisk tab og vanskelig montering.
I modsætning til traditionelle splejsede magnetiske ringe, som kræver en rammestruktur af blødt magnetisk materiale for at fiksere magnetfliserne, er strålingsmagnetiske ringe en type specielt orienteret ringformet permanent magnet med en mere ensartet magnetfeltfordeling, hvilket effektivt forbedrer den sinusformede grad af motorens luftgab-magnetfelt.
01 Baggrund for teknologisk opgradering
Traditionelle permanentmagneter børsteløse motorer bruger for det meste magnetflisesplejsning til at danne et ringformet magnetisk kredsløb, men dette design har åbenlyse mangler. Magnetflisesplejsningsløsningen kræver en rammestruktur af blødt magnetisk materiale for at fiksere fliserne, hvilket fører til betydeligt magnetisk fluxtab og i høj grad påvirker motorens effektfaktor og effektivitet.
Endnu vigtigere er det, at splejsede magnetiske ringe lider af høje krav til behandlingsnøjagtighed, vanskelig montering, dårlig glathed af magnetiske polovergange og alvorlig motorstøj. Med den hurtige udvikling af kunstig intelligens og automatiseringsteknologier fortsætter markedets efterspørgsel efter miniaturiserede, lette og effektive motorer med at udvide sig, hvilket gør traditionel magnetflisesplejsningsteknologi stadig mere utilstrækkelig til at opfylde de nuværende tekniske krav.
Denne teknologiske vanskelige situation har ansporet forskningen og anvendelsen af en ny generation af permanente magnetløsninger - NdFeB strålingsmagnetiske ringe. Sammenlignet med traditionelle magnetfliser er strålingsringe dukket op som den foretrukne nøglematerialekomponent til fremstilling af små, højtydende permanentmagnetmotorer og sensorer.
02 Kerneteknologi-sammenligning: Strålingsring vs. segmenterede magnetfliser
Strålingsringe og traditionelle segmenterede magnetfliser adskiller sig væsentligt på tværs af flere dimensioner. Med hensyn til strukturel integritet er strålingsmagnetiske ringe dannet integreret, mens segmenterede magnetfliser er samlet af flere uafhængige magnetiske blokke.
Med hensyn til magnetisk feltens ensartethed har strålingsmagnetiske ringe en kontinuerlig magnetisk feltfordeling med en sinusformet bølgeform og små overgangszoner mellem magnetiske poler, hvorimod segmenterede magnetfliser udviser åbenlyse magnetfeltforvrængninger og lokale svaghedsområder.
Samlingens kompleksitet er også en vigtig overvejelse. Samlingsprocessen for strålingsringe er forenklet og eliminerer mere end ti trin, såsom magnetflisskæring, positionering og limning. I modsætning hertil kræver segmenterede magnetfliser komplekse monteringsprocesser og flere behandlingstrin.
Fra perspektivet af strukturel styrke er strålingsringe sintrede som en helhed, hvilket eliminerer fysiske forbindelsessvagheder fra splejsning eller binding, og de udviser fremragende slagfasthed og vibrationsmodstand. Til sammenligning har segmenterede magnetfliser fysiske forbindelsessvagheder.
Med hensyn til omkostningseffektivitet , selvom strålingsringe har højere initiale fremstillingsomkostninger, tilbyder de betydelige fordele i livscyklusomkostninger. Segmenterede magnetfliser lider på den anden side af langsigtede omkostningsulemper på grund af komplekse processer og ydeevnebegrænsninger.
Med hensyn til motorydelse forbedrer strålingsringe desuden den sinusformede grad af motorens luftgab-magnetfelt, hvilket reducerer driftsstøj og vibrationer. Segmenterede magnetfliser forårsager imidlertid ustabil motordrift og højere støj på grund af magnetfeltforvrængninger og mellemrum mellem fliser.
03 Teknisk klassificering og fremstillingsprocesser
NdFeB strålingsmagnetiske ringe kan kategoriseres i flere typer baseret på fremstillingsmetoder: bundne NdFeB strålingsmagnetiske ringe, varmeekstruderede NdFeB strålingsmagnetiske ringe og pulvermetallurgi sintrede NdFeB strålingsmagnetiske ringe.
Bindingsprocessen er relativt moden og billig, så bundne NdFeB-strålingsringe tegner sig for den største produktionsandel. Dog har bundne magnetiske ringe lavere tæthed og ydeevne, hvilket begrænser deres udvikling i avancerede anvendelsesscenarier.
I modsætning hertil tilbyder højtydende sintrede og varmpressede/varmedeformerede NdFeB-strålingsmagnetiske ringe højere magnetisk ydeevne, men står over for større tekniske udfordringer. På grund af betydelige forskelle i krympningsforhold og termiske ekspansionskoefficienter mellem den lette magnetiseringsakse og den hårde magnetiseringsakseretning af NdFeB-korn, er disse magnetiske ringe tilbøjelige til fragmentering under forberedelse, magnetisering og montering, hvilket resulterer i lave færdigvarepriser og generelt højere priser.
04 Multidomæneapplikationer
NdFeB strålingsmagnetiske ringe har demonstreret brede anvendelsesmuligheder i flere avancerede felter. Inden for industriel automatisering er strålingsringe særligt velegnede til højhastigheds- og højpræcisionskontrolmotorer, såsom servomotorer og industrirobotter.
Indenlandsk udviklede flerpolede magnetiske ringe med stråling har bestået pilottests og anvendes med succes til downstream-virksomheders servomotorprojekter, hvilket bryder den langsigtede afhængighed af importerede servomotorer i Kina. Ifølge test viser motorer, der anvender sådanne magnetiske ringe, mindst 10 % stigning i effekt sammenlignet med traditionelle magnetfliseløsninger.
På sensorteknologiområdet spiller NdFeB magnetiske ringe også en vigtig rolle. Forskere fra Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences, har udviklet en Faraday-rotationsspektroskopi-sensor baseret på en NdFeB-permanent-magnetring-array til detektering af gasser som nitrogenoxid og nitrogendioxid.
Denne sensor bruger 14 identiske NdFeB permanente magnetringe arrangeret i en ikke-ækvidistant form til at generere et stabilt statisk magnetfelt, med en gennemsnitlig magnetisk feltstyrke, der når 346 Gauss. Sammenlignet med traditionelle elektromagnetiske spoleløsninger reducerer dette strømforbruget betydeligt.
Inden for automotive og high-end udstyrsfelter , med fremskridt inden for udstyrsautomatisering, præcision og permanentmagnetmotordesign og -fremstillingsteknologier, har højtydende permanentmagnet servomotorer, der anvender sintrede NdFeB multipolede magnetiske strålingsringe, brede anvendelsesmuligheder i biler, CNC-værktøjsmaskiner, husholdningsapparater, robotter, computere, robotter, computere.
05 Teknologiske udfordringer og fremtidige tendenser
NdFeB strålingsringteknologi står over for flere udfordringer, hvor den mest fremtrædende er kompleks præparationsteknologi . NdFeB-materialer er tilbøjelige til at fragmentere under klargøring, magnetisering og montering, hvilket resulterer i lave færdigvarepriser og generelt højere priser.
Størrelsesbegrænsninger er også et væsentligt problem. Varmpressede strålingsringe er for det meste tyndvæggede magnetiske ringe, med diametre for det meste under 30 mm og vægtykkelser under 3 mm. Selvom sintrede strålingsringe kan fremstilles med ydre diametre, der overstiger 200 mm, er de for det meste begrænset til magnetiske ringe med lille diameter med ydre diametre under 100 mm på markedet på grund af kvalificerede satser og omkostningsbegrænsninger.
Kina er dog ved at indhente efterslæbet på dette område. Et bestemt holds forskning om 'en permanent magnetringkomponent og dens fremstillingsmetode' har opnået national patentgodkendelse for opfindelsen.
Da processen med sintrede NdFeB-strålingsmagnetiske ringe fortsætter med at blive optimeret og forbedret, især med yderligere udvikling og optimering af orienteringsmagnetfeltdesign og -orienteringsmetoder, forventes denne teknologi at opnå større gennembrud i de kommende år.
SDM-strålingsringprodukter er blevet meget brugt i højtydende permanentmagnetmotorer, præcisionssensorer og andre felter med høje krav til magnetfeltstabilitet.
