Радиалды магниттелген Vs. Осьтік магниттелген магниттік сақиналар: айырмашылығы неде?

Көптеген қозғалтқыштарда, сенсорларда және магниттік беріліс құрылғыларында біз жиі негізгі құрамдас бөлікті кездестіреміз магниттік сақина  (немесе магнит сақинасы). Ол қарапайым дөңгелек сақинаға ұқсауы мүмкін, бірақ магниттелудің әртүрлі бағыттары мүлде басқа өнімділік пен қолдану сценарийлеріне әкелуі мүмкін.

Магниттеудің ең кең тараған екі әдісі:  радиалды магниттеу  және  осьтік магниттеу.

Оларды бірінші рет кездестірген көптеген адамдарда сұрақтар туындайды: Неліктен бір сақина пішіні үшін радиалды және осьтік арасын ажырату керек? Қандай айырмашылықтар бар? Іс жүзінде қалай таңдайсыз?

1. Алдымен 'Магнитизация бағыты' түсініңіз.

Магниттік сақина агломерленген NdFeB, байланыстырылған NdFeB, SmCo және т.б. сияқты тұрақты магнитті материалдардан жасалған. Материалдың өзінде маңызды магнетизм болуы міндетті емес; ол өзінің ішкі магниттік домендерін белгілі бір бағытта туралау үшін 'магниттеу' процесінен өтуі керек, осылайша тұрақты сыртқы магнит өрісін көрсетеді.

'Магнитизация бағыты' магниттік домендердің сақина ішінде біркелкі реттелген бағытын білдіреді.

Сақина тәрізді магнит үшін екі негізгі бағыт бар:

• Радиус бойымен →  радиалды магниттелу;

•  Ось бойымен →  осьтік магниттелу.

Бұл айырмашылық қарапайым болып көрінеді, бірақ ол магнит өрісінің сызықтары қалай ағып жатқанын, өрістің қалай таралатынын және қай жерде жақсы қолданылатынын тікелей анықтайды.

2. Радиалды магниттелген сақиналар

2.1 Радиалды магниттелу дегеніміз не?

Радиалды магниттелу магниттелу бағыты сақинаның радиусы бойымен екенін білдіреді.

Жалпы формалар:

• Сыртқы диаметрі N полюс, ішкі ұңғы беті S полюс;

• Немесе керісінше: сыртқы беті S, ішкі тесік N.

Яғни магнит өрісінің сызықтары негізінен сыртқы бетінен, сыртқы кеңістік арқылы өтіп, ішкі ойыққа қайтады; немесе ішкі саңылаудан білік/ауа саңылауы арқылы қайтадан сыртқы бетке.

2.2 Магнит өрісінің сипаттамалары

Радиалды магниттелген сақинаның магниттік полюстері шеткі беттерде емес, ішкі және сыртқы цилиндрлік беттерде орналасады.

Типтік ерекшеліктері:

• Магнит өрісі айнала таралады;

• Ішкі және сыртқы диаметрлер арасындағы ауа саңылауында күшті радиалды магнит өрісін тудырады;

• Біліктер, роторлар және статорлар сияқты цилиндрлік құрылымдармен біріктіру үшін қолайлы.

Егер бұл бір полюсті радиалды магниттелу болса, онда бүкіл сыртқы беті бір полярлық, ал ішкі саңылау керісінше болады. Егер ол көп полюсті радиалды магниттелу болса, сыртқы бет шеңбер бойымен N және S полюстерін ауыстырады, әдетте жоғары дәлдіктегі позицияны анықтау үшін қолданылады.

2.3 Негізгі қолданбалар

Радиалды магниттелген сақиналар жиі кездеседі:

• Тұрақты магнитті қозғалтқыш роторлары немесе статорлары;

• Магниттік муфталар;

• Магниттік подшипниктер;

• Кодер магнит сақиналары;

• Кейбір Холл сенсорлары мен бұрыштық сенсорлар;

• Магниттік муфталар.

Мысалы, щеткасыз қозғалтқыштарда ротордың магнит сақинасы жиі радиалды магниттеледі, сондықтан статор орамаларына қуат берілгенде олар радиалды өріспен өзара әрекеттесіп, тангенциалды күш тудырады, айналуды тудырады.

2.4 Артықшылықтары мен шектеулері

Артықшылықтары:

• Өріс бағыты айналу қозғалысына жақсы сәйкес келеді;

• Цилиндрлік ауа саңылаулары бар құрылымдар үшін қолайлы;

• Көп полюсті радиалды магниттеу бұрышты жоғары дәлдікпен анықтауға мүмкіндік береді.

Шектеулер:

• Жоғары өнімді радиалды бағдарланған агломерациялық сақиналарды жасау қиынырақ және қымбатырақ;

• Магниттеу қондырғылары мен процестерін талап етеді;

• Егер изотропты материалдар пайдаланылса, магниттік өнімділік анизотроптыларға қарағанда төмен болуы мүмкін.

3. Осьтік магниттелген сақиналар

3.1 Осьтік магниттеу дегеніміз не?

Осьтік магниттеу магниттелу бағыты сақина осінің бойында екенін білдіреді.

Әдетте:

• Жоғарғы шеткі бет N полюс, төменгі шеткі беті S полюс;

• Немесе жоғарғы S, төменгі N.

Магнит өрісінің сызықтары негізінен бір шеткі жағынан, сыртқы кеңістік арқылы өтіп, екінші шеткі бетке оралады.

3.2 Магнит өрісінің сипаттамалары

Осьтік магниттелген сақинаның магниттік полюстері екі шеткі жағында орналасқан.

Типтік ерекшеліктері:

• Өріс осьтік бағыт бойынша таралады;

• Соңғы беттердің жанында күшті осьтік магнит өрісін тудырады;

• Бет жағын тарту, жазық ауа саңылаулары немесе осьтік ауа саңылаулары құрылымдары үшін қолайлы.

Егер екі осьтік магниттелген сақиналар бір-біріне ұқсас полюстермен орналастырылса, олар итереді; қарама-қарсы полюстермен олар тартады.

3.3 Негізгі қолданбалар

Осьтік магниттелген сақиналар жиі кездеседі:

• Дауыс зорайтқыштардың магниттік тізбектері;

• Магниттік патрондар мен арматуралар;

• Осьтік ағынды қозғалтқыштар;

• Холл қосқышының триггер магниттері;

• Магниттік жақындық қосқыштары;

• Магниттік араластырғыштар, магнитті сорғылар және т.б.

Мысалы, көптеген дөңгелек динамик магниттері осьтік магниттелген сақиналы магниттер болып табылады; дауыс орамы дыбыс шығару үшін диафрагманы қозғау үшін осьтік өрісте қозғалады.

3.4 Артықшылықтары мен шектеулері

Артықшылықтары:

• Өндіріс процесі салыстырмалы түрде қарапайым, әдетте құны төмен;

• Соңындағы тарту және осьтік ауа саңылаулары құрылымдары үшін қолайлы;

• Полюстің бағытын анықтау және жинау оңай.

Шектеулер:

• Радиалды өрістерді қажет ететін цилиндрлік ауа саңылауларында өрісті пайдалану нашар;

• Үлкен осьтік қашықтықтармен өріс тез ыдырайды;

• Көп полюсті осьтік магниттелу бар, бірақ көп полюсті радиалдыға қарағанда сирек кездеседі.

4. Радиалды және осьтік магниттелу арасындағы негізгі айырмашылықтар

Неғұрлым интуитивті салыстыру үшін мұнда жиынтық кесте берілген:

Қарапайым үзінділер:

• Радиалды магниттелу шеңберге қатысты; осьтік магниттелу соңғы беттерге қатысты.

• Егер сіздің ауа саңылауыңыз цилиндрлік болса (мысалы, ротор мен статор арасында), әдетте радиалдыға артықшылық беріледі.

• Егер сіздің ауа саңылауыңыз жазық немесе соңғы бетке негізделген болса (мысалы, тарту, итеру-тарту, осьтік-ағын қозғалтқышы), әдетте осьтік таңдау ұсынылады.

5. Практикалық таңдаудағы қосымша факторлар

Магниттелу бағытының өзінен басқа мыналарды ескеріңіз:

5.1 Магниттік тізбектің конструкциясы

Магниттік сақина оқшауланған жағдайда қолданылмайды; ол толық магниттік тізбекті құру үшін қамыттармен, біліктермен, корпустармен, ауа саңылауларымен және т.б. Магниттеу бағыты жалпы тізбекке сәйкес болуы керек; әйтпесе, өрісті пайдалану төмен болады.

Мысалы, осьтік ауа саңылауында қолданылатын радиалды магниттелген сақина өз өрісінің көп бөлігін тиімді жұмыс аймағынан тыс босқа шығарады.

5.2 Өндіріс процесі және құны

Жоғары өнімді радиалды бағдарланған агломерленген NdFeB сақиналары, әсіресе көп полюсті, осьтік магниттелген сақиналарға қарағанда күрделірек және қымбатырақ. Егер құн сезімтал болса, қажетті магниттелу бағытына қол жеткізу кезінде байланыстырылған сақиналарды немесе изотропты материалдарды қарастыруға болады.

5.3 Магниттеу әдісі

Радиалды магниттелу әдетте магниттеу өрісін радиус бойымен бағыттау үшін арнайы құрылғыларды қажет етеді. Осьтік магниттеу салыстырмалы түрде қарапайым және оны көптеген стандартты магнитизаторлармен жасауға болады.

5.4 Жұмыс температурасы және тұрақтылығы

Әртүрлі материалдардың температураға төзімділігі әртүрлі (мысалы, NdFeB, SmCo, феррит). Бұл магниттелу бағытына тәуелсіз, бірақ жалпы жобада ескерілуі керек.

6. Жалпы қате түсініктер

Миф 1: Радиалды магниттелу әрқашан сыртқы N, ішкі S дегенді білдіреді.
Міндетті емес. Тізбек дизайнына байланысты ол сыртқы N/ішкі S немесе сыртқы S/ішкі N болуы мүмкін. Көп полюсті радиалды магниттелу бір полярлық емес, шеңбер бойымен ауысып отырады.

Миф 2: осьтік магниттелген сақиналарды айналмалы қозғалыс үшін пайдалануға болмайды.
Олар мүмкін, бірақ осьтік-ағынды құрылымдар үшін. Осьтік ағынды қозғалтқышта сақинаның соңғы беті статорға қарайды, ал ауа саңылауы осьтік болып табылады, сондықтан осьтік магниттеу дұрыс таңдау болып табылады.

Миф 3: Радиал әрқашан осьтікке қарағанда жақсы.
Абсолютті 'жақсы' жоқ – тек мақсатқа сәйкестік. Тіпті ең жақсы сақина дұрыс емес ауа саңылауы бағытында пайдаланылса, төмен жұмыс істейді.

7. Қорытынды

Радиалды және осьтік магниттелген сақиналар арасындағы маңызды айырмашылық өрістің әртүрлі таралуына, қолайлы ауа аралық құрылымдарға және типтік қолданбаларға әкелетін магниттелу бағытында жатыр.

Екі қарапайым ережені есте сақтаңыз:

• Цилиндрлік ауа саңылауы → радиалды таңдаңыз;

• Соңындағы ауа саңылауы → осьтік таңдаңыз.

Нақты жобаларда сақинаны оқшауламаңыз - магниттік тізбекті, құрастыру кеңістігін, процестің шарттарын және жалпы құнын қарастырыңыз. Осы екі магниттеу әдісін түсінгеннен кейін, таңдаудың көптеген мәселелері әлдеқайда анық болады.