Розуміння анізотропного напрямку в спеченому NdFeB
Спечені неодимові магніти анізотропні – вони мають переважний напрямок намагніченості, який встановлюється під час пресування в магнітному полі. Зелений прес (неспечений порошок) вирівнюють у магнітному полі 1,5-2,0 Тесла, а потім спікають. Після спікання магніт можна намагнічувати лише вздовж початкового напрямку вирівнювання. Намагніченість у будь-якому іншому напрямку дає слабке, нестабільне поле (зазвичай 10-20% Br вирівняного напрямку). Отже, не можна «перемагнічувати» осьово запресований блок в діаметрально намагнічений.
Таким чином, визначення напрямку намагніченості є проектним рішенням, яке визначає інструменти для пресування та процес виробництва. Для заданої форми магніту зазвичай існує два можливих напрямки вирівнювання (наприклад, по товщині чи по довжині). Клієнт повинен вибрати на основі необхідного шляху потоку програми.
Пояснення осьової, діаметральної та радіальної намагніченості
Для циліндричного магніту (висота H, діаметр D):
Осьова намагніченість: магнітні полюси на двох круглих гранях (північ на верхній грані, південь на нижній грані). Поле паралельне осі циліндра. Використовується в муфтах з постійними магнітами, двигунах з осьовим потоком і магнітних пружинах.
Діаметральна намагніченість: магнітні полюси на протилежних сторонах зовнішньої поверхні циліндра (північ на одній стороні, південь на 180 градусів навпроти). Поле перпендикулярно до осі, що проходить поперек діаметра. Використовується в одно-парних безщіткових двигунах вентиляторів постійного струму, датчиках Холла та малих поворотних енкодерах.
Радіальна намагніченість: спеціально для кільцевих магнітів (OD, ID). Полюси знаходяться на внутрішній і зовнішній циліндричних поверхнях (північ на OD, південь на ID або навпаки). Потік тече радіально. Використовується у високошвидкісних-роторах із багатополюсними кільцями та в магнітних підшипниках.
Багато{0}}полюсний діаметральний/радіальний: магніти намагнічені кількома полюсами, що чергуються по колу (наприклад, 4-полюси, 8-полюси, 12-полюси). Потрібне багатополюсне пристосування для намагнічування після пресування.
Коли вибирати радіальну намагніченість для високошвидкісних-роторів
Для високошвидкісних роторів із постійними магнітами (понад 20 000 об/хв) дугові-магніти, встановлені на поверхні, піддаються дії відцентрових сил. Багатополюсний радіально намагнічений кільцевий магніт (одно-кільце з чергуванням полюсів на зовнішній стороні) не має склеєних сегментів – це монолітне спечене кільце. Це виключає ризик відриву сегмента. Радіальні кільця також створюють більш гладкий профіль магнітного поля порівняно з сегментованими дугами, зменшуючи пульсації крутного моменту на 30-50%.
Однак радіальні кільця вимагають спеціальних пристроїв для намагнічення (котушки по колу кільця). Вартість пристосування вища (2000-5000 доларів США за кількість полюсів), ніж для аксіальних/діаметральних магнітів, але пристосування можна багаторазово використовувати для всіх кілець однакових розмірів і кількості полюсів.
Для діаметрів ротора від 20 мм до 150 мм ми пропонуємо радіально намагнічені кільця з 2 до 16 полюсами. Мінімальна товщина стінки: 3 мм для надійного спікання без тріщин.
Як напрямок намагніченості впливає на ваші витрати на інструмент
Витрати на інструменти та виробництво значно відрізняються:
| Напрямок намагніченості | Складність пресування | Вартість приладу намагнічення (для замовлення) | Типовий вихід (%) |
|---|---|---|---|
| Осьовий (по товщині) | Простий (форма з паралельними пластинами) | Низький ($300-500) | 95-98% |
| Осьовий (наскрізний) для блоків | Стандартний | Низький | 92-96% |
| Діаметральний на циліндрі | Простий, але вимагає особливої орієнтації | Середній ($800-1500) | 85-90% (більше відхилення через помилку вирівнювання) |
| Радіальне кільце, однополюсне (ID/OD) | Складний (потрібний орієнтований потік порошку) | Середній ($1000-2000) | 80-85% |
| Радіальне кільце, багато-полюс (4+ полюсів) | Дуже складний | Високий ($3000-6000) | 70-80% |
| Спеціальний кут-типу Halbach | Тільки спеціальний інструмент | Індивідуальний прилад ($5000+) | 60-75% |
Для створення прототипів ми рекомендуємо використовувати ізотропні зв’язані магніти або стандартну намагніченість на простих формах, а потім перейти до анізотропних спечених для виробництва після перевірки конструкції.
Щоб отримати спеціалізовані магніти для двигунів, які вимагають певних напрямків намагнічення – аксіального, діаметрального, радіального чи багатополюсного – будь ласка, відвідайте нашу сторінку продукту Rotor Magnet. До кожного замовлення ми постачаємо кріплення для намагнічування, що дозволяє перевірити полярність перед складанням.
Щоб обговорити необхідну схему потоку та напруженість поля вашого двигуна, зверніться до нашої технічної команди. Ми забезпечуємо перевірку напрямку намагніченості за допомогою зондів Холла та котушок Гельмгольца.
Часті запитання
З: Чи можу я намагнітити одне й те саме неодимове кільце спочатку аксіально, а потім діаметрально?
В: Ні. Після намагнічення в одному напрямку магніт зберігає цю орієнтацію. Спроба другого напрямку намагнічення розмагнічує матеріал або створює складний багато{2}}доменний стан із 50% меншим загальним потоком.
З: Як вказати напрямок намагніченості на кресленні для спеціального блокового магніту?
A: Використовуйте стрілку з написом «Напрямок намагніченості» на малюнку. Покажіть стрілку відносно розмірів деталі. Надайте файл 3D CAD (STEP або STL) зі стрілкою, змодельованою як еталон. Підтверджуємо зворотним малюнком.
З: Яку максимальну кількість полюсів можна намагнітити на радіальному кільці діаметром 30 мм?
A: До 16 полюсів (22,5 градуса на полюс). Мінімальна полюсна дуга: 5 мм на OD. Для більшої кількості полюсів (наприклад, 24 полюси на зовнішній діаметр 30 мм) намагнічений матеріал між полюсами стає занадто вузьким, що спричиняє значний витік. Для перевірки використовуйте аналіз FE.
