Axial-Flux Rotor Magnet Demagnetization Ջերմաստիճանի ընտրություն. ջերմաստիճանը ընտրության առաջին առարկան է

Մագնիսների ընտրության ամենատարածված սխալը առանցքային հոսքի շարժիչները պետք է սկսվեն դասակարգման աղյուսակից. նախ նայեք մնացորդին, այնուհետև գործառնական առավելագույն ջերմաստիճանին և ընտրեք «բավականին լավ» աստիճան՝ BOM-ում տեղադրելու համար: Բայց առանցքային հոսքի կառուցվածքում այս կարգը ճիշտ հակառակ է: Ռոտորի մագնիսի ջերմաստիճանը չի որոշվում հենց մագնիսի կողմից. այն մագնիսի վրա դրվում է տոպոլոգիայի, հովացման և աշխատանքային պայմանների պատճառով: Ընտրության իրական մեկնարկային կետը հստակ հարցնելն է.  ամենավատ դեպքում, երբ կարճ միացում, գերբեռնվածություն և թեժ կետեր են գերակշռում, որքանո՞վ է տաքանալու մագնիսը, և արդյոք այն դեռ կարող է դիմակայել հակառակ մագնիսական դաշտին այդ ջերմաստիճանում:

Առանցքային հոսքի ապամագնիսացման ռիսկը «գրված է» կառուցվածքում

Առանցքային հոսքային շարժիչների վաճառքի կետը պարզ է. նույն հզորության դեպքում քաշը և առանցքի երկարությունը կարող են կրկնակի կրճատվել ճառագայթային շարժիչների համեմատ: Բայց այս կոմպակտությունը ունի ջերմային արժեք:

Կրկնակի ստատորով մեկ ռոտոր տոպոլոգիայում ռոտորը սենդվիչվում է երկու ստատորների միջև, ուստի ռոտորի և օդի միջև ուղիղ շփման տարածքը զգալիորեն կրճատվում է, իսկ ջերմության արտանետման ուղին էապես նեղ է: Միևնույն ժամանակ, մագնիսներն իրենք են առաջացնում պտտվող հոսանքի կորուստներ փոփոխական մագնիսական դաշտում, և այդ ջերմությունն ուղղակիորեն արտազատվում է մշտական ​​մագնիսների ներսում: Ռոտորի ինքնատաքացման վրա դրված ստատորներից ստացվող ջերմային ճառագայթումը հեշտացնում է մագնիսի ջերմաստիճանի մոտենալը կամ նույնիսկ անցնել վտանգավոր սահմանը շարունակական բարձր հզորության պայմաններում: Արդյունաբերության վերլուծություններում կրկնվող դատողությունն այն է, որ առանցքային հոսքի շարժիչների սենդվիչ կառուցվածքը և հզորության բարձր խտությունը հանգեցնում են չափազանց ցածր ջերմային հզորության, ինչը ռոտորի մագնիսները դարձնում է «շատ հակված գերտաքացման»:

Հետևաբար, առանցքային հոսքի համար մագնիսի ընտրությունը չի կարող պարզապես պատճենել ճառագայթային շարժիչների փորձը: Ճառագայթային շարժիչների ինտուիցիան, որ «ռոտորը սառչում է լիսեռի միջով, իսկ օդը ծայրերում», հիմնականում ձախողվում է սկավառակի տիպի տոպոլոգիայում:

Ինչ է իրականում տեղի ունենում ապամագնիսացման ժամանակ. սահմանը շրջելիի և անշրջելիի միջև

Ընտրությունը հասկանալու համար անհրաժեշտ է հասկանալ ջերմաստիճանի երկու հասկացություն:

Հետադարձելի ապամագնիսացումը  մագնիսի նորմալ «ջերմային քայքայումն» է: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ռեմենենտությունը գծայինորեն նվազում է, և սառչելուց հետո այն վերականգնվում է առանց մշտական ​​վնասների: NdFeB-ը հիմնականում գործում է 120°C-ից ցածր այս տիրույթում: Խնդիրն առաջանում է 120°C-ից բարձր. շրջելի քայքայման թեքությունն ավելի էական է դառնում, և ավելի կարևոր է, որ  անդառնալի ապամագնիսացման սահմանը մոտ է մղվում:.

Անդառնալի ապամագնիսացման ֆիզիկական չափանիշը  ծնկի կետն է : Ապամագնիսացման կորը երկրորդ քառորդում ունի թեքության կետ: Ծնկի կետից վեր գործող կետերն անվտանգ են. Երբ արտաքին հակադարձ մագնիսական դաշտը մղում է գործող կետը ծնկի կետից ներքև, մագնիսը չի կարող վերադառնալ արտաքին դաշտը հեռացնելուց հետո, և մնացորդը մշտական ​​կորուստ է կրում: Ջերմաստիճանի բարձրացման հետևանքը երկուսն է. ռեմենենտությունը նվազում է, և միևնույն ժամանակ  ծնկի կետը շարժվում է դեպի աջ (դեպի ստորին մագնիսական դաշտ) , ինչը նշանակում է, որ նույն հակադարձ մագնիսական դաշտն ավելի հավանական է, որ անցնի ծնկի կետը բարձր ջերմաստիճանում: NdFeB-ի համար ինժեներական պրակտիկան սովորաբար վերաբերվում է  շուրջ 150°C-ին որպես անշրջելի ապամագնիսացման կրիտիկական շրջան ; Այս մակարդակից բարձր, մագնիսական կատարողականի ամբողջական կորստի ռիսկն այլևս աննշան փոքր հավանականության իրադարձություն չէ:

Մագնիսական աստիճանի տառային վերջածանցը ըստ էության սահմանում է  այն ջերմաստիճանը, որի դեպքում ծնկի կետը դեռ կարող է բավականաչափ հեռու մնալ դեպի աջ : Ընդհանուր համապատասխանություններն են՝ SH-ին համապատասխանում է մոտ 150°C, UH-ին՝ 180°C-ին, EH-ին՝ 200°C-ին և AH-ին՝ 220°C-ին: Բայց կա մի կետ, որը շատ հեշտությամբ սխալ է ընկալվում. վերջածանցով նշված ջերմաստիճանը նյութի ջերմաստիճանի դիմադրությունն է  հատուկ թափանցելիության գործակիցի չափաբերման պայմաններում , այլ ոչ թե «առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը», որը մագնիսը ավտոմատ կերպով ստանում է շարժիչում տեղադրվելուց հետո: Նույն UH մագնիսը կարող է շարունակաբար աշխատել 130°C ջերմաստիճանում լավ սառեցված նախատիպում, սակայն զանգվածային արտադրության մասում, որտեղ սենդվիչային անբավարար սառեցում է, թեժ կետը կարող է ուղղակիորեն բարձրանալ 170°C-ից բարձր:

Samarium Cobalt. Հետադարձ տարբերակ, բայց արժեքը պետք է հստակ հաշվարկվի

Երբ NdFeB-ի ջերմաստիճանի մարժան իսկապես անբավարար է, SmCo-ն անխուսափելի այլընտրանք է ճարտարագիտության մեջ: SmCo-ն ունի զգալիորեն ավելի բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն; Շատ դասարաններ կարող են օգտագործվել մակարդակի կիրառություններում  350°C  , և Կյուրիի ջերմաստիճանը նույնպես գտնվում է 700–850°C միջակայքում՝ շատ ավելի բարձր, քան NdFeB-ի 310–350°C: Բարձր ջերմաստիճանի տարածաշրջանում SmCo-ի անդառնալի ապամագնիսացման կորի թեքությունը ջերմաստիճանի հետ նույնպես շատ ավելի հարթ է, քան NdFeB-ը:

Բայց SmCo-ի արժեքը պետք է միաժամանակ դրվի սեղանին։ Նրա բնորոշ ռեմենենտությունը գտնվում է  0,95–1,1 T  միջակայքում, մինչդեռ NdFeB-ը կարող է հասնել 1,1–1,4 T; առավելագույն էներգիայի արտադրանքը սովորաբար  25%-30%-ով  ցածր է NdFeB-ից: Սա նշանակում է, որ օդային բացվածքի հոսքի նույն խտության հասնելու համար SmCo մագնիսները պետք է լինեն ավելի հաստ և ծանր, ինչն իր հերթին ներխուժում է առանցքային հոսքի մեքենաների առանց այն էլ նեղ տարածությունը և նույնիսկ կարող է մեծացնել ռոտորի իներցիան և պտտվող հոսանքի կորուստները: SmCo-ն նաև ավելի թանկ է, և նրա մատակարարման շղթայի հասունությունն ու առաքման ճկունությունը այնքան էլ լավը չեն, որքան NdFeB-ի: Հետևաբար, եթե ջերմային ստուգումը հստակ ցույց չի տալիս, որ «նույնիսկ NdFeB-ը, որը բարելավվել է EH/AH-ով, չի կարող մնալ  », SmCo-ի օգտագործումը ջերմաստիճանի մարժան «գնելու» համար հաճախ եռապատիկ վճարվող գործարք է քաշով, արժեքով և հզորության խտությամբ:.

Ընտրության ճիշտ կարգը. Եզրակացե՛ք գնահատականը մագնիսական ջերմաստիճանից

Գործող ջերմաստիճանի վրա հիմնված մագնիսների ընտրության գործընթացը առանցքային հոսքի համար պետք է հետևի ստորև նշված կարգին, այլ ոչ թե սկսվի դասակարգային աղյուսակից:

Քայլ 1. Նախ սահմանեք սառեցումը, ապա քննարկեք գնահատականը:  Առանցքային հոսքով մեքենայի ռոտորի հովացման մեթոդը ուղղակիորեն որոշում է մագնիսի ջերմաստիճանի «հատակը»: Օդի սառեցումը պարզ է և ունի ցածր մակաբույծ կորուստներ, սակայն օդի ջերմային հաղորդունակությունը և հատուկ ջերմային հզորությունը սահմանափակ են, և հովացման հնարավորությունը մեծապես կախված է արագությունից և շրջակա միջավայրից: Նավթի սառեցումը մեծապես սպասվում է առանցքային հոսքի դեպքում. Փորձարարական տվյալները ցույց են տալիս, որ յուղի հովացման ողջամիտ սխեման կարող է նվազեցնել առավելագույն ջերմաստիճանը  15–20°C- ով  ավելի, քան մաքուր ջրի սառեցումը, սակայն յուղի հովացումը «ջերմությունը տանում է» հավասար չէ «ջերմության վերացմանը»: Սկավառակի տիպի կառուցվածքի եզրի և կենտրոնի ջերմաստիճանի տարբերությունը դեռ կարող է հասնել  30-50 Կ-ի , իսկ լոկալ թեժ կետի օբյեկտի վերականգնումը: Մինչ սառեցման սխեմայի սառեցումը, ցանկացած դասի ընտրություն չունի հուսալի նախադրյալ:

Քայլ 2. Տեղադրեք կարճ միացման վիճակը ջերմաստիճանի ստուգման մեջ:  Նորմալ շահագործման պայմաններում ջերմաստիճանը միայն բազային է: Ապամագնիսացման ստուգումը պետք է ծածկի հակադարձ մագնիսական դաշտը, որը առաջացել է կարգավորիչի անսարքությունից կամ ոլորուն կարճ միացումից, և այս ստուգումը պետք է կատարվի  ամենաբարձր ջերմաստիճանում, որը կարող է հասնել մագնիսը այդ պայմաններում : Գրականության մեջ նախագծման չափանիշը պարզ է. մագնիսների հաստությունը պետք է ընտրվի՝ ամենացածր ջերմաստիճանում եռաֆազ կարճ միացման հոսանքից հետո անդառնալի ապամագնիսացումից խուսափելու համար: Ավելի ընդհանուր առմամբ, անհրաժեշտ է հաստատել, որ գործող կետը չի ընկնում ծնկի կետից ցած՝ ամենավատ ջերմաստիճանի և վատագույն ապամագնիսացնող դաշտի սուպերպոզիցիային:

Քայլ 3. Օգտագործեք 'մագնիսական իրական ջերմաստիճան + կարճ միացման ապամագնիսացնող դաշտ' գնահատականի վերջածանցը ստուգելու համար: Եթե ​​հովացման սխեմայով և էլեկտրամագնիսական նախագծով տրված մագնիսի թեժ կետի ջերմաստիճանը  կարգի է  140–150°C , և կարճ միացման ապամագնիսացնող դաշտը խիստ չէ, SH-ն կարող է մտնել թեկնածուների ցուցակ. երբ թեժ կետը մոտենում է կամ գերազանցում է  160°C , UH-ն ավելի հուսալի մեկնարկային կետ է. երբ թեժ կետը հասնում է  180°C-ից բարձր , EH կամ նույնիսկ ավելի բարձր աստիճանները պետք է լրջորեն գնահատվեն, կամ պետք է վերանայվի հովացման դիզայնը: Տրամաբանությունն այստեղ հետևյալն  է  ․ դա անվճար ապահովագրություն չէ:

Քայլ 4. Օգտագործեք ռոտորի հատվածավորումը և մագնիսական երկրաչափությունը՝ ջերմաստիճանի վրա «թեթևացնելու բեռը»:  Մագնիսների ընտրությունը մեկուսացված նյութական որոշում չէ: Սռնային հոսքի ռոտորային մագնիսների պտտվող հոսանքի կորուստն ուղղակիորեն կապված է պտտվող հոսանքի ուղու երկարության և մագնիսական մակերևույթի մակերեսի հետ, և մշտական ​​մագնիսական հատվածավորումը արդյունավետ միջոց է պտտվող հոսանքի կորուստը նվազեցնելու և ջերմաստիճանի բարձրացումը ճնշելու համար: Երբ աստիճանն արդեն որոշված ​​է, և ջերմաստիճանի սահմանը սահմանափակ է, մագնիսի սեփական ջերմության արտադրությունը սեգմենտավորման օպտիմալացման միջոցով նվազեցնելը երբեմն ավելի խնայող է, քան դասի վերջածանցը մեկ մակարդակով բարձրացնելը, ինչպես նաև ավելի նպաստավոր ոլորող մոմենտ խտության պահպանման համար:

Գործնական դատողության գիծ

Եթե ​​այս հոդվածը պետք է սեղմվի մեկ նախադասության մեջ՝ դիզայնի վերանայման համար, ապա դա հետևյալն է  . այն պետք է 'հաշվարկվի'-նախ օգտագործեք հովացման և կարճ միացման պայմանները՝ հաշվարկելու համար, թե ինչ ջերմաստիճանի կհասնի մագնիսը, այնուհետև օգտագործեք այդ ջերմաստիճանը՝ ծնկի կետը գտնելու համար, և վերջապես հաստատվեք վերջածանցի վրա։

NdFeB-ի համար  120°C-  ն այն դիտակետն է, որտեղ շրջելի քայքայումը սկսում է նշանակալի դառնալ, իսկ մոտ  150°C-  ն այն շրջանն է, որտեղ ապամագնիսացման անդառնալի ռիսկը հասնում է այն մակարդակին, որը պետք է լրջորեն ստուգվի: Այս երկու թվերը «առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը» չեն գնահատման աղյուսակում. ավելի շուտ, նրանք հիշեցնում են դիզայներներին, որ առանցքային հոսքի սենդվիչ կառուցվածքում ջերմաստիճանի մարժան անհետանում է ավելի արագ, քան ճառագայթային մեքենաներում: Ջերմաստիճանը որպես ընտրության առարկա, այլ ոչ թե գնահատման առարկա, այն է, ինչը թույլ չի տալիս ապամագնիսացումը նյութական խնդրից վերածվել համակարգային հուսալիության բացի: