Розуміння підвищення робочої температури від втрат на вихрові струми
У статорних магнітах (магніти, встановлені на статорі електродвигуна або генератора) магнітне поле змінюється на електричній частоті. Це викликає вихрові струми в матеріалі магніту, що генерує тепло. Для 4-полюсного двигуна, що працює зі швидкістю 6000 об/хв, електрична частота становить 200 Гц. Втрати на вихрові струми в твердих магнітах SmCo можуть підвищити температуру магніту на 30-60 градусів вище температури навколишнього середовища, залежно від товщини магніту та провідності.
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Гц), використовується спечений SmCo з питомим електричним опором 80-100 мкОм·см (порівняно з 50-60 мкОм·см для NdFeB).
Чому SmCo незамінний у-нагрівових двигунах
Магніти NdFeB вище 220 градусів (навіть із марками EH або AH) зазнають швидкого необоротного розмагнічування через дифузію меж важких рідкоземельних зерен. SmCo з температурою Кюрі 750-800 градусів не демонструє фазових перетворень нижче 400 градусів. Програми, які зобов’язують SmCo, включають:
Аерокосмічні приводи: безперервна робота на 250 градусів, виживання при 350 градусах протягом 30 хвилин.
Свердловинні бурові двигуни (нафта та газ): температура навколишнього середовища 200 градусів + само-нагрівання до 280 градусів.
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 градусів.
Високошвидкісні шпиндельні двигуни (20 000–60 000 об/хв): нагрівання вітром + вихрові струми.
У таких середовищах використання NdFeB потребуватиме дорогого рідинного охолодження або призведе до катастрофічної несправності протягом кількох годин.
Визначення оборотних температурних коефіцієнтів і незворотних втрат
Оборотна втрата: зміна Br з температурою, яка повертається при охолодженні. SmCo (температурний коефіцієнт Br) становить від -0,03 до -0,04%/градус, тобто підвищення на 200 градусів зменшує Br на 6-8%. Ця втрата відновлюється при кімнатній температурі.
Незворотна втрата: постійна втрата внаслідок металургійних змін або часткового розмагнічування. Для SmCo нижче 350 градусів незворотні втрати є незначними (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >12 кЕ при 300 градусах.
Вирівнювання теплової конструкції двигуна з відповідним класом магніту
Теплова конструкція двигуна повинна враховувати:
Максимальна безперервна температура магніту (навколишнє середовище + підвищення температури).
Пікова короткочасна-температура (перевантаження або зупинка).
Спосіб охолодження (повітря, водяна сорочка, масляний спрей або пасивний).
Ми надаємо матрицю вибору оцінок:
| Максимальна температура магніту (градус) | Рекомендований сорт SmCo | Hcj min @ temp (кЕ) | Типовий тип двигуна |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (клас 18) | 5-8 | Загальнопромислове, економічне- |
| 200-280 | Sm2Co17 (клас 24) | 8-12 | Серво-високий крутний момент, тяга |
| 280-350 | Sm2Co17 (клас 28 з V) | 12-18 | Аерокосмічний, свердловинний, екстремальний режим роботи |
| >350 | AlNiCo (литий) | Н/З (немає ризику демагнітації) | Спеціалізований (без SmCo вище 350 градусів постійно) |
Для виробників промислових двигунів, яким потрібні статорні магніти SmCo або повні роторні вузли з дугами SmCo, будь ласка, відвідайте наші сторінки «Статорний магніт» і «Самарієві кобальтові магніти» на нашому веб-сайті. Ми постачаємо повністю сегментовані магніти для зменшення втрат на вихрові струми.
Щоб запросити температурне моделювання та рекомендації щодо якості для вашого двигуна, включаючи очікувану температуру навколишнього середовища, робочий цикл і метод охолодження, зв’яжіться з нашою групою інженерів двигунів.
Часті запитання
З: Чи можна обробити магніти SmCo з жорсткими допусками, наприклад ±0,03 мм?
A: Так, але SmCo твердіший і крихкіший, ніж NdFeB. Використовуємо алмазні шліфувальні круги. Очікуйте на 10-15% вищу вартість обробки, ніж NdFeB. Допуски ±0,05 мм є стандартними; ±0,02 мм доступний за преміальною ціною.
З: Чи потребують магніти SmCo покриття для захисту від корозії?
A: SmCo має чудову стійкість до корозії в сухому або помірно вологому середовищі. Для сольового спрею або хімічного впливу ми рекомендуємо тонке покриття Ni-Cu-Ni (10-15 мкм) або париленове покриття. Більшість промислових двигунів із герметичними корпусами не потребують покриття.
Питання: Який час виконання індивідуальних сегментів дуги SmCo (зовнішній діаметр 80 мм, внутрішній діаметр 70 мм, довжина 50 мм)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 шт.). Вартість інструменту: $800-1200 для сегментної матриці.
