НдФеБ радијациони прстен: Нова генерација основне технологије која предводи трансформацију дизајна магнетног кола
У производној радионици врхунских серво мотора, инжењери пажљиво подешавају углове спајања магнетних плочица, покушавајући да елиминишу слабе изобличења магнетног поља – проблем који је мучио индустрију деценијама. Данас се овај изазов тихо решава помоћу бешавног прстена.
Синтеровани НдФеБ радијално оријентисани магнетни прстенови постепено замењују традиционална решења за спајање плочица са сегментним магнетима. Овај интегрисани магнетни прстен превазилази недостатке традиционалног спајања блокова у облику плочица, као што су губитак магнета и тешко склапање.
За разлику од традиционалних спојених магнетних прстенова, који захтевају структуру оквира од меког магнетног материјала за фиксирање магнетних плочица, магнетни прстенови за зрачење су тип посебно оријентисаног трајног магнета у облику прстена са равномернијом расподелом магнетног поља, ефикасно побољшавајући синусоидални степен магнетног поља ваздушног јаза мотора.
01 Позадина технолошке надоградње
Традиционални мотори без четкица са трајним магнетом углавном користе спајање магнетних плочица за формирање магнетног кола у облику прстена, али овај дизајн има очигледне недостатке. Решење за спајање магнетних плочица захтева структуру оквира од меког магнетног материјала за фиксирање плочица, што доводи до значајног губитка магнетног флукса и у великој мери утиче на фактор снаге и ефикасност мотора.
Што је још важније, спојени магнетни прстенови пате од високих захтева за прецизношћу обраде, тешког састављања, лоше глаткоће прелаза магнетних полова и велике буке мотора. Са брзим развојем вештачке интелигенције и технологија аутоматизације, потражња на тржишту за минијатуризованим, лаганим и ефикасним моторима наставља да се шири, чинећи традиционалну технологију спајања магнетних плочица све неадекватнијим да испуни тренутне техничке захтеве.
Ова технолошка тешка ситуација је подстакла истраживање и примену нове генерације решења за трајне магнете — магнетних прстенова НдФеБ зрачења. У поређењу са традиционалним магнетним плочицама, прстенови за зрачење су се појавили као пожељна кључна компонента материјала за производњу малих мотора и сензора са трајним магнетима високих перформанси.
02 Поређење основне технологије: Радијациони прстен наспрам сегментираних магнетних плочица
Зрачни прстенови и традиционалне сегментиране магнетне плочице значајно се разликују у више димензија. У погледу структуралног интегритета , радијациони магнетни прстенови су интегрално формирани, док су сегментне магнетне плочице састављене од више независних магнетних блокова.
Што се тиче униформности магнетног поља , магнетни прстенови зрачења имају континуирану дистрибуцију магнетног поља са синусоидним таласним обликом и малим прелазним зонама између магнетних полова, док сегментиране магнетне плочице показују очигледна изобличења магнетног поља и области локалне слабости.
Сложеност монтаже је такође важан фактор. Процес монтаже радијационих прстенова је поједностављен, елиминишући више од десет корака као што су сечење магнетних плочица, позиционирање и лепљење. Насупрот томе, сегментиране магнетне плочице захтевају сложене процесе монтаже и више корака обраде.
Са становишта чврстоће конструкције , радијациони прстенови се синтерују као целина, елиминишући слабости физичке везе услед спајања или везивања, и показују одличну отпорност на ударце и вибрације. За поређење, сегментиране магнетне плочице имају физичке слабости везе.
У смислу исплативости , иако прстенови за зрачење имају веће почетне трошкове производње, они нуде значајне предности у трошковима животног циклуса. Сегментиране магнетне плочице, с друге стране, пате од дугорочних недостатака због сложених процеса и ограничења перформанси.
Поред тога, у смислу перформанси мотора , радијациони прстенови значајно побољшавају синусоидни степен магнетног поља ваздушног зазора мотора, смањујући радну буку и вибрације. Сегментиране магнетне плочице, међутим, узрокују нестабилан рад мотора и већу буку због изобличења магнетног поља и размака између плочица.
03 Техничка класификација и процеси производње
Магнетни прстенови НдФеБ радијације могу се категорисати у неколико типова на основу производних метода: везани магнетни прстенови НдФеБ зрачења, магнетни прстенови НдФеБ зрачења топло екструдираним и магнетни прстенови НдФеБ зрачења синтеровани металургијом праха.
Процес везивања је релативно зрео и јефтин, тако да везани НдФеБ радијациони прстенови заузимају највећи удео у производњи. Међутим, везани магнетни прстенови имају нижу густину и перформансе, ограничавајући њихов развој у сценаријима примене високе класе.
Насупрот томе, синтеровани и вруће пресовани/вруће деформисани магнетни прстенови од НдФеБ зрачења нуде веће магнетне перформансе, али се суочавају са већим техничким изазовима. Због значајних разлика у односима скупљања и коефицијентима термичког ширења између осе лаке магнетизације и смера осе тврде магнетизације зрна НдФеБ, ови магнетни прстенови су склони фрагментацији током припреме, магнетизације и склапања, што резултира ниским стопама готових производа и генерално вишим ценама.
04 Апликације са више домена
Магнетни прстенови НдФеБ радијације су показали широке изгледе за примену у вишеструким висококвалитетним пољима. У пољу индустријске аутоматизације , радијациони прстенови су посебно погодни за брзе, прецизне управљачке моторе, као што су серво мотори и индустријски роботи.
Домаћи радијациони вишеполни магнетни прстенови прошли су пилот тестове и успешно се примењују на пројекте серво мотора низводних предузећа, разбијајући дугорочну зависност од увезених серво мотора у Кини. Према тестовима, мотори који користе такве магнетне прстенове показују повећање снаге од најмање 10% у поређењу са традиционалним решењима магнетних плочица.
У области сензорске технологије , НдФеБ магнетни прстенови такође играју важну улогу. Истраживачи са Института за физичке науке Хефеи, Кинеске академије наука, развили су сензор за спектроскопију Фарадејеве ротације заснован на НдФеБ прстенастом низу перманентних магнета за детекцију гасова као што су азот-оксид и азот-диоксид.
Овај сензор користи 14 идентичних НдФеБ прстенова трајних магнета распоређених у неједнако удаљеном облику како би се створило стабилно статичко магнетно поље, са просечном јачином магнетног поља која достиже 346 Гауса. У поређењу са традиционалним решењима електромагнетних завојница, ово значајно смањује потрошњу енергије.
У области аутомобилске и врхунске опреме , са напретком аутоматизације опреме, прецизности и дизајна и производних технологија мотора са трајним магнетом, серво мотори високих перформанси који користе синтероване магнетне прстенове са више полова НдФеБ имају широку перспективу примене у аутомобилима, ЦНЦ машинама, кућним апаратима, рачунарима, роботима и другим пољима.
05 Технолошки изазови и будући трендови
Технологија НдФеБ радијационог прстена суочава се са вишеструким изазовима, од којих је најистакнутији сложена технологија припреме . НдФеБ материјали су склони фрагментацији током припреме, магнетизације и склапања, што резултира ниским стопама готових производа и генерално вишим ценама.
Ограничења величине су такође значајан проблем. Топло пресовани радијациони прстенови су углавном магнетни прстенови са танким зидовима, пречника углавном испод 30 мм и дебљине зида испод 3 мм. Иако се прстенови од синтерованог зрачења могу производити са спољним пречником већим од 200 мм, они су углавном ограничени на магнетне прстенове малог пречника са спољним пречником мањим од 100 мм на тржишту због квалификоване стопе и ограничења трошкова.
Међутим, Кина сустиже на овом пољу. Истраживање одређеног тима о „Компоненти прстена са трајним магнетом и методу њене припреме“ добило је национално овлашћење за патент за проналазак.
Како се процес магнетних прстенова синтерованог НдФеБ зрачења наставља да се оптимизује и побољшава, посебно даљим развојем и оптимизацијом дизајна оријентационог магнетног поља и метода оријентације, очекује се да ће ова технологија постићи већи напредак у наредним годинама.
СДМ производи за зрачење имају широку примену у моторима са трајним магнетима високих перформанси, прецизним сензорима и другим пољима са високим захтевима за стабилност магнетног поља.
