Pochopenie anizotropného smeru v sintrovanom NdFeB
Spekané neodýmové magnety sú anizotropné – majú preferovaný smer magnetizácie, ktorý sa nastavuje pri lisovaní v magnetickom poli. Zelený výlisok (nespekaný prášok) sa zarovná v magnetickom poli 1,5-2,0 Tesla, potom sa speká. Po spekaní môže byť magnet magnetizovaný iba v tomto pôvodnom smere zarovnania. Magnetizácia v akomkoľvek inom smere poskytuje slabé, nestabilné pole (zvyčajne 10-20% Br v zarovnanom smere). V dôsledku toho nemôžete "premagnetizovať" axiálne lisovaný blok na diametrálne zmagnetizovaný.
Určenie smeru magnetizácie je teda konštrukčným rozhodnutím, ktoré určuje lisovacie nástroje a výrobný proces. Pre daný tvar magnetu sú zvyčajne dva možné smery zarovnania (napr. cez hrúbku vs. pozdĺž dĺžky). Zákazník si musí vybrať na základe požadovanej dráhy toku aplikácie.
Vysvetlenie axiálnej, diametrálnej a radiálnej magnetizácie
Pre valcový magnet (výška H, priemer D):
Axiálna magnetizácia: magnetické póly na dvoch kruhových plochách (sever na hornej strane, juh na spodnej strane). Pole je rovnobežné s osou valca. Používa sa v spojkách s permanentnými magnetmi, motoroch s axiálnym tokom a magnetických pružinách.
Diametrálna magnetizácia: magnetické póly na opačných stranách vonkajšieho povrchu valca (sever na jednej strane, juh 180 stupňov oproti). Pole je kolmé na os a prechádza cez priemer. Používa sa v jedno-pároch bezkomutátorových jednosmerných motorov ventilátorov, snímačov s hallovým efektom a malých rotačných kódovačov.
Radiálna magnetizácia: špeciálne pre prstencové magnety (OD, ID). Palice sú na vnútorných a vonkajších valcových plochách (sever na OD, juh na ID, alebo naopak). Tok prúdi radiálne. Používa sa vo vysokorýchlostných- rotoroch s viacpólovými krúžkami a v magnetických ložiskách.
Viac{0}}pólové diametrálne/radiálne: magnety sú magnetizované viacerými striedajúcimi sa pólmi po obvode (napr. 4-pólové, 8-pólové, 12-pólové). Po stlačení vyžaduje viacpólový magnetizačný prípravok.
Kedy zvoliť radiálnu magnetizáciu pre-vysokorýchlostné rotory
V prípade vysokootáčkových rotorov s permanentnými magnetmi (nad 20 000 ot./min.) sú povrchové- oblúkové magnety vystavené odstredivým silám. Viacpólový radiálne magnetizovaný prstencový magnet (jedno-dielny prstenec so striedajúcimi sa pólmi na jeho vonkajšej strane) nemá lepené segmenty – ide o monolitický sintrovaný prstenec. Tým sa eliminuje riziko uvoľnenia segmentu. Radiálne krúžky tiež vytvárajú hladší profil magnetického poľa v porovnaní so segmentovanými oblúkmi, čím sa znižuje zvlnenie krútiaceho momentu o 30 – 50 %.
Radiálne prstence však vyžadujú špeciálne magnetizačné prípravky (cievky po obvode prstenca). Cena upínača je vyššia (2 000 – 5 000 USD na počet pólov) ako v prípade axiálnych/diametrálnych magnetov, no upínač je opakovane použiteľný pre všetky krúžky rovnakých rozmerov a počtu pólov.
Pre priemery rotorov od 20 mm do 150 mm ponúkame radiálne magnetizované krúžky s 2 až 16 pólmi. Minimálna hrúbka steny: 3 mm pre spoľahlivé spekanie bez trhlín.
Ako smer magnetizácie ovplyvňuje vaše náklady na nástroje
Náklady na nástroje a výrobné náklady sa výrazne líšia:
| Smer magnetizácie | Zložitosť lisovacích nástrojov | Náklady na magnetizáciu (pre zákazku) | Typický výnos (%) |
|---|---|---|---|
| Axiálne (cez hrúbka) | Jednoduché (forma na paralelné dosky) | Nízka (300 – 500 USD) | 95-98% |
| Axiálne (priechodná dĺžka) pre bloky | Štandardné | Nízka | 92-96% |
| Diametrálne na valci | Jednoduché, ale vyžaduje osobitnú orientáciu | Stredná (800 – 1 500 USD) | 85 – 90 % (vyššie odmietnutie v dôsledku chyby zarovnania) |
| Radiálny krúžok, jednopólový (ID/OD) | Komplexný (vyžaduje orientovaný tok prášku) | Stredná (1 000 – 2 000 USD) | 80-85% |
| Radiálny krúžok, viacpólový- (4+ pólov) | Veľmi zložité | Vysoká (3 000 – 6 000 USD) | 70-80% |
| Halbach-zadajte vlastný uhol | Len špeciálne náradie | Vlastné príslušenstvo (5000+ $) | 60-75% |
Na prototypovanie odporúčame použiť izotropné viazané magnety alebo štandardnú magnetizáciu na jednoduché tvary, potom prejsť na anizotropné spekané na výrobu po overení návrhu.
Pre vlastné magnety motora vyžadujúce špecifické smery magnetizácie – axiálne, diametrálne, radiálne alebo viacpólové- – navštívte našu produktovú stránku Rotor Magnet. Ku každej objednávke dodávame magnetizačné upínače, ktoré umožňujú skontrolovať polaritu pred montážou.
Ak chcete prediskutovať požadovaný vzor toku vášho motora a intenzitu poľa, kontaktujte náš technický tím. Zabezpečujeme overenie smeru magnetizácie pomocou Hallových sond a Helmholtzových cievok.
Často kladené otázky
Otázka: Môžem zmagnetizovať ten istý neodýmový krúžok najskôr axiálne a potom diametrálne?
Odpoveď: Nie. Po zmagnetizovaní v jednom smere si magnet zachová túto orientáciu. Pokus o druhý smer magnetizácie demagnetizuje materiál alebo vytvorí komplexný multi{2}}doménový stav s o 50 % nižším celkovým tokom.
Otázka: Ako určím smer magnetizácie na výkrese pre vlastný blokový magnet?
Odpoveď: Použite na výkrese šípku označenú ako „Smer magnetizácie“. Zobrazte šípku vzhľadom na rozmery dielu. Poskytnite súbor 3D CAD (STEP alebo STL) so šípkou vymodelovanou ako referenciu. Potvrdíme spätným výkresom.
Otázka: Aký je maximálny počet pólov, ktoré môžete zmagnetizovať na radiálnom prstenci s priemerom 30 mm?
A: Až 16 pólov (22,5 stupňa na pól). Minimálny pólový oblúk: 5 mm na OD. Pri väčšom počte pólov (napr. 24 pólov na 30 mm OD) sa magnetizovateľný materiál medzi pólmi príliš zužuje, čo spôsobuje vysoký únik. Na kontrolu použite analýzu FE.
