NdFeB放射リング技術の応用展望

NdFeB 放射リング: 磁気回路設計の変革をリードする新世代のコア技術

ハイエンドのサーボ モーターの製造ワークショップでは、エンジニアがマグネット タイルの接合角度を慎重に調整し、数十年にわたって業界を悩ませてきた弱い磁場の歪みを排除しようとしています。現在、この課題はシームレスなリングによって静かに解決されつつあります。

焼結 NdFeB 半径方向磁性リングは、従来のセグメント化された磁性タイルのスプライシング ソリューションに徐々に置き換えられています。この一体型磁気リングは、磁気損失や組み立ての難しさなど、従来のタイル状ブロック接合の欠点を克服します。

マグネットタイルを固定するために軟磁性材料のフレーム構造を必要とする従来のスプライス磁気リングとは異なり、放射磁気リングは、より均一な磁場分布を備えた特別に配向されたリング状の永久磁石の一種であり、モーターのエアギャップ磁場の正弦波度を効果的に改善します。

01 技術革新の背景

従来の永久磁石ブラシレスモーターは主にマグネットタイルの接合を使用してリング状の磁気回路を形成していますが、この設計には明らかな欠陥があります。マグネット タイルのスプライス ソリューションでは、タイルを固定するために軟磁性材料のフレーム構造が必要であり、これにより重大な磁束損失が発生し、モーターの力率と効率に大きな影響を与えます。

さらに重要なことは、接合された磁性リングには、高い加工精度の要件、難しい組み立て、磁極の移行の滑らかさの悪さ、およびモーターの騒音が激しいという問題があります。人工知能と自動化技術の急速な発展に伴い、小型、軽量、高効率のモーターに対する市場の需要は拡大し続けており、従来のマグネットタイル接合技術では現在の技術要件を満たすことがますます不十分になってきています。

この技術的な困難な状況により、新世代の永久磁石ソリューションである NdFeB 放射磁気リングの研究と応用が促進されました。従来の磁気タイルと比較して、放射リングは、小型で高性能の永久磁石モーターやセンサーを製造するための重要な材料コンポーネントとして注目されています。

02 コア技術の比較: 放射リングとセグメント化されたマグネット タイル

放射リングと従来のセグメント化された磁石タイルは、さまざまな次元で大きく異なります。の観点から 構造的完全性、放射磁気リングは一体的に形成され、セグメント化された磁気タイルは複数の独立した磁気ブロックから組み立てられます。

観点から見ると 磁場の均一性の、放射磁気リングは正弦波形と磁極間の小さな移行ゾーンを持つ連続的な磁場分布を持っていますが、セグメント化された磁石タイルは明らかな磁場の歪みと局所的な脆弱領域を示します。

組み立ての複雑 さも重要な考慮事項です。放射リングの組み立てプロセスが簡素化され、マグネットタイルの切断、位置決め、接着などの10以上のステップが削減されます。対照的に、セグメント化された磁石タイルは、複雑な組み立てプロセスと複数の処理ステップを必要とします。

の観点からは 構造強度、放熱リング全体が焼結されているため、接合や接着による物理的な接続の弱点がなくなり、優れた耐衝撃性、耐振動性を発揮します。比較すると、セグメント化された磁石タイルには物理的な接続の弱点があります。

の点では 費用対効果、放射リングは初期製造コストが高くなりますが、ライフサイクル コストでは大きな利点があります。一方、セグメント化された磁気タイルは、複雑なプロセスと性能制限により、長期的にはコスト面で不利になります。

さらに、の点で モーター性能、放射リングはモーターのエアギャップ磁場の正弦波度を大幅に改善し、動作ノイズと振動を低減します。ただし、セグメント化されたマグネットタイルは、磁場の歪みやタイル間のギャップにより、モーターの動作が不安定になり、ノイズが大きくなります。

03 技術分類と製造プロセス

NdFeB放射磁性リングは製造方法により、接着NdFeB放射磁性リング、熱間押出NdFeB放射磁性リング、粉末冶金焼結NdFeB放射磁性リングに分類されます。

接合プロセスは比較的成熟しており、安価であるため、接合された NdFeB 放射リングが最大の生産シェアを占めています。ただし、結合磁性リングは密度と性能が低いため、ハイエンドのアプリケーション シナリオでの開発が制限されます。

対照的に、 高性能焼結およびホットプレス/熱変形された NdFeB 放射磁気リングは、 より高い磁気性能を提供しますが、より大きな技術的課題に直面しています。 NdFeB 粒子の磁化容易軸方向と磁化困難軸方向の収縮率と熱膨張係数が大きく異なるため、これらの磁性リングは準備、磁化、組み立て中に断片化する傾向があり、その結果、完成品率が低くなり、一般に価格が高くなります。

04 マルチドメイン アプリケーション

NdFeB 放射磁気リングは、複数のハイエンド分野での幅広い応用の可能性を実証しています。 産業オートメーション分野では、放熱リングはサーボモーターや産業用ロボットなどの高速・高精度の制御モーターに特に適しています。

国内で開発された放射線多極磁気リングはパイロットテストに合格し、下流企業のサーボモータープロジェクトに適用され、中国における輸入サーボモーターへの長期依存を打破しました。テストによると、このような磁気リングを使用したモーターは、従来の磁気タイル ソリューションと比較して少なくとも 10% の出力増加を示しています。

センサー技術分野では、NdFeB 磁気リングも重要な役割を果たします。中国科学院合肥物理科学研究所の研究者らは、一酸化窒素や二酸化窒素などのガスを検出するための、NdFeB永久磁石リングアレイをベースにしたファラデー回転分光センサーを開発した。

このセンサーは、非等間隔に配置された 14 個の同一の NdFeB 永久磁石リングを使用して、平均磁場強度が 346 ガウスに達する安定した静磁場を生成します。従来の電磁コイル ソリューションと比較して、消費電力が大幅に削減されます。

自動車およびハイエンド機器分野では、機器の自動化、高精度化、永久磁石モータの設計・製造技術の進歩に伴い、焼結NdFeB多極放射磁性リングを使用した高性能永久磁石サーボモータは、自動車、CNC工作機械、家電、コンピュータ、ロボットなどの分野で幅広い応用が期待されています。

05 技術課題と今後の動向

NdFeB 放射リング技術は複数の課題に直面しており、最も顕著なのは 複雑な準備技術です。 NdFeB 材料は、準備、磁化、組み立て中に断片化する傾向があり、その結果、完成品率が低くなり、一般に価格が高くなります。

サイズ制限 も重要な問題です。ホットプレスされた放射リングは、ほとんどが薄肉の磁性リングであり、その直径はほとんどが 30 mm 未満、壁の厚さは 3 mm 未満です。焼結放射線リングは外径 200 mm を超えて製造できますが、認定レートとコストの制約により、市場では外径 100 mm 未満の小径磁気リングにほとんど制限されています。

しかし、この分野では中国が追いつきつつある。あるチームの「永久磁石リング部品とその製造方法」の研究が国家発明特許の認定を取得しました。

焼結NdFeB放射磁性リングのプロセスは、特に配向磁場設計と配向方法のさらなる開発と最適化により最適化と改善が続けられており、この技術は今後数年間でさらに大きな進歩を遂げると期待されています。

SDM 放射リング製品は、高性能永久磁石モーター、精密センサー、および磁場の安定性に対する高い要件が求められるその他の分野で広く使用されています。