방사형 자화 대. 축 방향으로 자화된 자기 링: 차이점은 무엇입니까?

많은 모터, 센서 및 자기 전송 장치에서 우리는 종종 핵심 구성 요소인 자기 링  (또는 자석 링). 단순한 원형 링처럼 보일 수 있지만 자화 방향이 다르면 성능과 응용 시나리오가 완전히 달라질 수 있습니다.

가장 일반적인 두 가지 자화 방법은  방사형 자화  와  축 자화 입니다..

처음 접하는 많은 사람들은 다음과 같은 질문을 합니다. 동일한 링 모양에 대해 방사형과 축형을 구별하는 이유는 무엇입니까? 차이점은 무엇입니까? 실제로 어떻게 선택합니까?

1. 먼저 '자화 방향'을 이해하세요.

자기 링은 소결 NdFeB, 결합 NdFeB, SmCo 등과 같은 영구 자석 재료로 만들어집니다. 재료 자체가 반드시 상당한 자성을 가질 필요는 없습니다. 내부 자기 도메인을 특정 방향으로 정렬하여 안정적인 외부 자기장을 나타내려면 '자화' 과정을 거쳐야 합니다.

'자화 방향'은 링 내부에 자구가 균일하게 정렬되는 방향을 나타냅니다.

링 모양 자석의 경우 두 가지 주요 방향이 있습니다.

• 반경을 따라 →  방사상 자화;

•  축을 따라 →  축 자화.

이 구별은 간단해 보이지만 자기장 선이 흐르는 방식, 자기장이 분포되는 방식, 가장 잘 적용되는 위치를 직접적으로 결정합니다.

2. 방사형 자화 링

2.1 방사형 자화란 무엇입니까?

방사상 자화는 자화 방향이 링의 반경을 따른다는 것을 의미합니다.

일반적인 형태:

• 외경 표면은 N극이고 내부 보어 표면은 S극입니다.

• 또는 그 반대: 외부 표면 S, 내부 보어 N.

즉, 자기력선은 주로 외부 표면에서 외부 공간을 통과하여 내부 구멍으로 돌아갑니다. 또는 내부 보어에서 샤프트/에어 갭을 통해 다시 외부 표면으로.

2.2 자기장 특성

방사상으로 자화된 링의 자극은 끝면이 아닌 내부 및 외부 원통형 표면에 위치합니다.

일반적인 특징:

• 자기장은 원주 방향으로 분포됩니다.

• 내부 직경과 외부 직경 사이의 에어 갭에 강한 방사형 자기장을 생성합니다.

• 샤프트, 로터, 고정자 등 원통형 구조와의 결합에 적합합니다.

단극 방사형 자화인 경우 전체 외부 표면은 한 극성이고 내부 보어는 반대입니다. 다극 방사형 자화의 경우 외부 표면이 원주를 따라 N극과 S극을 번갈아 가며 고정밀 위치 감지에 일반적으로 사용됩니다.

2.3 주요 응용

방사형 자화 링은 일반적으로 다음에서 발견됩니다.

• 영구 자석 모터 회전자 또는 고정자;

• 자기 커플링;

• 자기 베어링;

• 인코더 자석 링;

• 일부 홀 센서 및 각도 센서;

• 마그네틱 클러치.

예를 들어, 브러시리스 모터에서 회전자 자석 링은 방사형으로 자화되는 경우가 많으므로 고정자 권선에 전원이 공급되면 방사형 장과 상호 작용하여 접선력을 생성하여 회전을 구동합니다.

2.4 장점과 한계

장점:

• 필드 방향은 회전 동작과 잘 일치합니다.

• 원통형 에어갭 구조에 적합합니다.

• 다극 방사형 자화로 고정밀 각도 감지가 가능합니다.

제한사항:

• 고성능 방사형 소결 링은 제조가 더 어렵고 비용이 많이 듭니다.

• 까다로운 자화 고정 장치 및 프로세스가 필요합니다.

• 등방성 재료를 사용할 경우 이방성 재료보다 자기 성능이 저하될 수 있습니다.

3. 축방향 자화 링

3.1 축자화란 무엇입니까?

축 자화는 자화 방향이 링의 축을 따른다는 것을 의미합니다.

일반적으로:

• 상단 끝면은 N 극이고 하단 끝면은 S 극입니다.

• 또는 상단 S, 하단 N.

자기장선은 주로 한쪽 끝면에서 외부 공간을 통과하여 다른 쪽 끝면으로 돌아옵니다.

3.2 자기장 특성

축 방향으로 자화된 링의 자극은 두 끝면에 있습니다.

일반적인 특징:

• 필드는 축 방향을 따라 분포됩니다.

• 끝면 근처에 강한 축 자기장을 생성합니다.

• 단면 인력, 평면 에어 갭 또는 축 에어 갭 구조에 적합합니다.

축 방향으로 자화된 두 개의 링을 동일한 극이 서로 마주하도록 배치하면 밀어냅니다. 반대 극이 향하면 끌어당깁니다.

3.3 주요 응용

축 방향으로 자화된 링은 일반적으로 다음에서 발견됩니다.

• 확성기 자기 회로;

• 자기 척 및 고정 장치;

• 축방향 자속 모터;

• 홀 스위치 트리거 자석;

• 자기 근접 스위치;

• 마그네틱 교반기, 마그네틱 펌프 등

예를 들어, 많은 원형 스피커 자석은 축 방향으로 자화된 링 자석입니다. 보이스 코일은 축 방향으로 이동하여 다이어프램을 구동하여 소리를 생성합니다.

3.4 장점과 한계

장점:

• 제조 공정은 상대적으로 간단하며 일반적으로 비용이 저렴합니다.

• 단면 인력 및 축 에어 갭 구조에 적합합니다.

• 극 방향은 식별 및 조립이 쉽습니다.

제한사항:

• 방사형 필드가 필요한 원통형 에어 갭에서는 필드 활용도가 낮습니다.

• 축 거리가 길어지면 필드가 빠르게 감소합니다.

• 다극 축방향 자화가 존재하지만 다극 방사형 자화보다 덜 일반적입니다.

4. 방사형 자화와 축 자화의 핵심 차이점

보다 직관적인 비교를 위해 요약표는 다음과 같습니다.

간단한 요점:

• 방사형 자화는 원주에 관한 것입니다. 축 자화는 끝면에 관한 것입니다.

• 에어 갭이 원통형(예: 회전자와 고정자 사이)인 경우 일반적으로 방사형이 선호됩니다.

• 공극이 평면형이거나 끝면 기반인 경우(예: 인력, 푸시-풀, 축-자속 모터) 일반적으로 축형이 선호됩니다.

5. 실제 선택의 추가 요소

자화 방향 자체 외에도 다음을 고려하십시오.

5.1 자기회로 설계

자기 링은 단독으로 사용되지 않습니다. 이는 요크, 샤프트, 하우징, 에어 갭 등과 함께 작동하여 완전한 자기 회로를 형성합니다. 자화 방향은 전체 회로와 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 현장 활용도가 낮아집니다.

예를 들어 축 방향 에어 갭에 사용되는 방사형 자화 링은 유효 작업 영역 외부에서 대부분의 자기장을 낭비합니다.

5.2 제조공정 및 비용

고성능 방사형 소결 NdFeB 링, 특히 다극 링은 축방향 자화 링보다 더 복잡하고 비용이 많이 듭니다. 비용이 민감한 경우 필요한 자화 방향을 달성하면서 결합된 링이나 등방성 재료를 고려할 수 있습니다.

5.3 자화 방법

방사형 자화는 일반적으로 반경을 따라 자화장을 유도하기 위한 특수 고정 장치가 필요합니다. 축방향 자화는 상대적으로 간단하며 많은 표준 자화 장치를 사용하여 수행할 수 있습니다.

5.4 작동 온도 및 안정성

재료마다 온도 허용 오차가 다릅니다(예: NdFeB, SmCo, 페라이트). 이는 자화 방향과 무관하지만 전체 프로젝트에서 고려해야 합니다.

6. 일반적인 오해

오해 1: 방사형 자화는 항상 외부 N, 내부 S를 의미합니다.
반드시 그런 것은 아닙니다. 회로 설계에 따라 외부 N/내부 S 또는 외부 S/내부 N이 될 수 있습니다. 다극 방사형 자화는 단일 극성이 아니라 원주를 따라 교대로 나타납니다.

오해 2: 축 방향으로 자화된 링은 회전 운동에 사용할 수 없습니다.
그럴 수 있지만 축방향 플럭스 구조에서는 가능합니다. 축방향 자속 모터에서는 링의 끝면이 고정자를 향하고 에어 갭이 축방향이므로 축방향 자화가 올바른 선택입니다.

오해 3: 방사형이 축형보다 항상 더 좋습니다.
절대적인 '더 나은'은 없습니다. 단지 목적에 부합하는 것뿐입니다. 아무리 좋은 링이라도 잘못된 공극 방향으로 사용하면 성능이 저하됩니다.

7. 결론

반경 방향과 축 방향으로 자화된 링 사이의 본질적인 차이점은 자화 방향에 있으며, 이는 서로 다른 자기장 분포, 적합한 에어 갭 구조 및 일반적인 응용 분야로 이어집니다.

두 가지 간단한 규칙을 기억하세요.

• 원통형 에어 갭 → 방사형 선택;

• 단면 에어 갭 → 축 방향을 선택합니다.

실제 프로젝트에서는 링을 단독으로 보지 말고 자기 회로, 조립 공간, 공정 조건 및 비용을 전체적으로 고려하십시오. 이 두 가지 자화 방법을 이해하면 많은 선택 문제가 훨씬 더 명확해집니다.