Một số Giới thiệu về Nam châm động cơ

Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng nam châm vĩnh cửu làm nguồn kích thích. Ngoài việc giảm mức tiêu thụ điện năng, hiệu suất hoạt động của động cơ cũng có thể được cải thiện. Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng một số loại vật liệu từ vĩnh cửu, bao gồm nam châm AlNiCo, nam châm ferit và nam châm vĩnh cửu đất hiếm. Nam châm AlNiCo được phát triển vào những năm 1930 và đáng chú ý vì độ từ dư cao, nhiệt độ Curie, khả năng chịu nhiệt và khả năng chống ăn mòn. Nhưng nam châm AlNiCo có nhược điểm là độ kháng từ thấp và khả năng chống khử từ kém. Với sự ra đời của nam châm vĩnh cửu đất hiếm, thị phần của nam châm AlNiCo giảm mạnh, sau đó nam châm động cơ AlNiCo chỉ được sử dụng bởi máy phát điện tốc độ ngày nay.

Nam châm Ferrite ra đời vào những năm 1950 và hiện vẫn chiếm thị phần lớn trong số các loại nam châm vĩnh cửu. Bên cạnh lợi thế về chi phí vượt trội, khả năng chống ăn mòn và phạm vi nhiệt độ làm việc rộng, nam châm Ferrite cũng không gặp vấn đề về tổn thất dòng điện xoáy do điện trở suất cao. Hiệu suất từ ​​của nam châm Ferrite tương đối thấp, do đó nam châm động cơ Ferrite chủ yếu phục vụ cho các động cơ giá rẻ có yêu cầu thấp về thể tích và trọng lượng.

Hơn hai phần ba nam châm vĩnh cửu đất hiếm được cung cấp cho nhiều loại động cơ nam châm vĩnh cửu. Hợp kim Sm-Co loại 1:5, hợp kim Sm-Co loại 2:17 và hợp kim Nd-Fe-B thường được gọi là thế hệ đầu tiên, thứ hai và thứ ba của nam châm vĩnh cửu đất hiếm. Nam châm vĩnh cửu đất hiếm cũng có thể được phân loại thành nam châm liên kết và nam châm thiêu kết theo quy trình sản xuất. Nam châm động cơ Neodymium liên kết về cơ bản có hình dạng vòng và được ca ngợi vì từ hóa đa cực, nhưng nó chỉ phổ biến trong các động cơ siêu nhỏ do hạn chế về hiệu suất từ ​​tính. Nam châm Samarium Cobalt thiêu kết hoặc nam châm Neodymium thiêu kết đều có điện trở suất thấp, sau đó cả hai đều phải đối mặt với tổn thất dòng điện xoáy khi sử dụng trong động cơ tốc độ cao. Tổn thất dòng điện xoáy có thể tạo ra sự gia tăng nhiệt độ trong nam châm, sau đó dẫn đến sự khử từ không thể đảo ngược và ảnh hưởng thêm đến hiệu suất của động cơ. Nam châm nhiều lớp là giải pháp thực tế để tìm sự cân bằng giữa công suất và nhiệt mà không làm thay đổi thành phần nam châm, cấu trúc động cơ và hiệu suất.

Không thể phủ nhận rằng nam châm Samarium Cobalt thiêu kết vẫn đóng vai trò không thể thay thế trong một số ứng dụng động cơ cụ thể mặc dù chúng luôn bị chỉ trích vì chi phí cao và tính chất cơ học kém. Nam châm Samarium Cobalt hiệu suất cao mới nhất và nam châm Samarium Cobalt chịu nhiệt độ cực cao có thể cung cấp cho các động cơ này nhiều tự do thiết kế hơn.

Nam châm động cơ Neodymium thường có một yêu cầu nhất định đối với lực kháng từ nội tại. Lực kháng từ nội tại của nam châm Neodymium thiêu kết có thể được cải thiện hiệu quả bằng cách thêm một lượng nhỏ các nguyên tố đất hiếm nặng (HREE) Dy hoặc Tb. Để tiết kiệm tài nguyên và chi phí HREE, công nghệ khuếch tán ranh giới hạt (GBD) đã được áp dụng cho nam châm động cơ Neodymium từ những năm trước.

Nam châm động cơ Neodymium thông thường chủ yếu có hình dạng đoạn hoặc gần đúng, nhưng nam châm vòng thiêu kết nhiều cực là giải pháp mong muốn hơn so với việc ghép nhiều nam châm đoạn. Nam châm vòng định hướng xuyên tâm là cơ sở để thực hiện nam châm vòng thiêu kết nhiều cực.