Tìm hiểu sự tăng nhiệt độ vận hành do tổn thất dòng điện xoáy
Trong nam châm stato (nam châm gắn trên stato của động cơ PM hoặc máy phát điện), từ trường thay đổi theo tần số điện. Điều này tạo ra dòng điện xoáy trong vật liệu nam châm, tạo ra nhiệt. Đối với động cơ 4 cực chạy ở tốc độ 6000 vòng/phút, tần số điện là 200 Hz. Tổn hao dòng điện xoáy trong nam châm SmCo rắn có thể làm tăng nhiệt độ nam châm lên 30-60 độ so với môi trường xung quanh, tùy thuộc vào độ dày và độ dẫn điện của nam châm.
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 Hz), sử dụng SmCo thiêu kết có điện trở suất 80-100 μΩ·cm (so với 50-60 μΩ·cm đối với NdFeB).
Tại sao SmCo là không thể thay thế trong động cơ nhiệt-cực đoan
Nam châm NdFeB trên 220 độ (ngay cả với loại EH hoặc AH) bị khử từ nhanh chóng không thể đảo ngược do sự khuếch tán của ranh giới hạt đất hiếm nặng. SmCo, với nhiệt độ Curie là 750-800 độ, không có sự chuyển pha nào dưới 400 độ. Các ứng dụng ủy quyền cho SmCo bao gồm:
Thiết bị truyền động hàng không vũ trụ: hoạt động liên tục 250 độ, tồn tại ở 350 độ trong 30 phút.
Động cơ khoan lỗ khoan (dầu và khí đốt): nhiệt độ môi trường xung quanh 200 độ + tự làm nóng-đến 280 độ .
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 độ.
Động cơ trục chính tốc độ cao- (20.000-60.000 vòng/phút): làm nóng gió + dòng điện xoáy.
Trong những môi trường này, việc sử dụng NdFeB sẽ yêu cầu làm mát bằng chất lỏng đắt tiền hoặc dẫn đến hỏng hóc nghiêm trọng trong vòng vài giờ.
Xác định các hệ số nhiệt độ thuận nghịch và tổn thất không thể khắc phục được
Sự mất mát có thể đảo ngược: sự thay đổi của Br với nhiệt độ quay trở lại khi được làm lạnh. SmCo's (hệ số nhiệt độ của Br) là -0,03 đến -0,04%/độ, nghĩa là tăng 200 độ sẽ làm giảm Br từ 6-8%. Sự mất mát này được lấy lại ở nhiệt độ phòng.
Tổn thất không thể khắc phục: tổn thất vĩnh viễn do thay đổi luyện kim hoặc khử từ một phần. Đối với SmCo dưới 350 độ, tổn thất không thể phục hồi là không đáng kể (<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 kOe ở 300 độ.
Căn chỉnh thiết kế nhiệt động cơ với cấp nam châm phù hợp
Thiết kế nhiệt động cơ phải tính đến:
Nhiệt độ nam châm liên tục tối đa (môi trường + nhiệt độ tăng).
Nhiệt độ-ngắn hạn cao nhất (điều kiện quá tải hoặc ngừng hoạt động).
Phương pháp làm mát (không khí, áo nước, phun dầu hoặc thụ động).
Chúng tôi cung cấp một ma trận lựa chọn lớp:
| Nhiệt độ nam châm tối đa (độ) | Lớp SmCo được đề xuất | Hcj min@temp (kOe) | Loại động cơ điển hình |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (lớp 18) | 5-8 | Công nghiệp nói chung,-nhạy cảm với chi phí |
| 200-280 | Sm2Co17 (lớp 24) | 8-12 | Trợ lực mô-men xoắn-cao, lực kéo |
| 280-350 | Sm2Co17 (lớp 28 có V) | 12-18 | Hàng không vũ trụ, downhole, nhiệm vụ cực độ |
| >350 | AlNiCo (diễn viên) | Không áp dụng (không có rủi ro giảm từ) | Chuyên dụng (không có SmCo trên 350 độ liên tục) |
Đối với các nhà sản xuất động cơ công nghiệp yêu cầu nam châm stato SmCo hoặc cụm rôto hoàn chỉnh có hồ quang SmCo, vui lòng truy cập các trang Nam châm Stator và Nam châm Cobalt Samarium trên trang web của chúng tôi. Chúng tôi cung cấp nam châm được phân đoạn đầy đủ để giảm tổn thất dòng điện xoáy.
Để yêu cầu mô phỏng nhiệt và đề xuất cấp độ cho động cơ của bạn – bao gồm nhiệt độ môi trường dự kiến, chu kỳ làm việc và phương pháp làm mát – hãy liên hệ với nhóm kỹ thuật động cơ của chúng tôi.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi: Nam châm SmCo có thể được gia công với dung sai chặt chẽ như ±0,03mm không?
Đáp: Có, nhưng SmCo cứng hơn và giòn hơn NdFeB. Chúng tôi sử dụng bánh mài kim cương. Dự kiến chi phí gia công cao hơn 10-15% so với NdFeB. Dung sai ± 0,05mm là tiêu chuẩn; ±0,02mm có sẵn với mức giá cao.
Hỏi: Nam châm SmCo có cần lớp phủ để chống ăn mòn không?
Trả lời: SmCo có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời trong môi trường khô hoặc ẩm nhẹ. Đối với trường hợp phun muối hoặc tiếp xúc với hóa chất, chúng tôi khuyên dùng lớp phủ mỏng Ni-Cu-Ni (10-15μm) hoặc parylene. Hầu hết các động cơ công nghiệp có vỏ kín đều không cần lớp phủ.
Câu hỏi: Thời gian thực hiện cho các đoạn hồ quang SmCo tùy chỉnh (OD 80mm, ID 70mm, dài 50mm) là bao lâu?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 chiếc). Chi phí dụng cụ: $800-1200 cho khuôn phân đoạn.
