مگنت موتور چیست و چگونه بر عملکرد موتور تأثیر می گذارد؟

الف آهنربای موتور یک آهنربای دائمی یا آهنربای الکتریکی است که در یک موتور الکتریکی تعبیه شده است که میدان مغناطیسی لازم برای تولید نیروی چرخشی (گشتاور) را ایجاد می کند. بدون آهنربای موتور، هیچ شار مغناطیسی، هیچ تعاملی با هادی های حامل جریان و در نتیجه هیچ حرکت مکانیکی وجود ندارد. نوع، درجه، شکل، و محل قرارگیری آهنربای موتور به طور مستقیم تعیین می کند که یک موتور در هر کاربرد معین چقدر قدرتمند، کارآمد، فشرده و از نظر حرارتی پایدار خواهد بود.

برای بازدید از محصولات ما کلیک کنید: آهنربای متخلخل NdFeB

آهنرباهای موتور تقریباً در هر صنعتی استفاده می شود - از میکرو موتورهای زیر گرمی در سمعک گرفته تا ژنراتورهای آهنربای دائم چند مگاواتی در توربین های بادی دریایی. با توجه به داده های صنعت، بازار جهانی موتور آهنربای دائم بیش از حد ارزش گذاری شد 42 میلیارد دلار در سال 2023 و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 به بیش از 72 میلیارد دلار برسد که عمدتاً ناشی از برق‌رسانی در بخش‌های خودرو، اتوماسیون صنعتی و انرژی پاک است. درک اینکه آهنربای موتور چیست، انواع آن وجود دارد و چگونه می توان یک آهنربا مناسب را انتخاب کرد، برای مهندسان، طراحان محصول و متخصصان تدارکات بسیار مهم است.

مگنت موتور در داخل موتور الکتریکی چگونه کار می کند؟

الف motor magnet works by creating a stationary or rotating magnetic field that interacts with current-flowing conductors in the motor winding, producing a force — described by the Lorentz force law — that drives the motor's rotor to spin.

اصل عملکرد هر موتور آهنربای دائمی بر دو قانون فیزیکی استوار است:

• الفmpere's Law : جریانی که از یک هادی عبور می کند، میدان مغناطیسی اطراف را ایجاد می کند.
• قانون نیروی لورنتز : یک هادی حامل جریان که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد نیروی مکانیکی عمود بر جهت جریان و جهت میدان را تجربه می کند.

به عنوان مثال، در یک موتور DC آهنربای دائم (PMDC)، آهنرباهای موتور به استاتور (پوسته بیرونی) ثابت می شوند و یک میدان مغناطیسی ساکن ایجاد می کنند. هنگامی که جریان از سیم پیچ های روتور عبور می کند، برهمکنش بین میدان استاتور و میدان الکترومغناطیسی روتور، گشتاور تولید می کند و باعث چرخش روتور می شود. کموتاتور و برس ها (یا در طرح های بدون جاروبک، کنترل کننده الکترونیکی) به طور مداوم جهت جریان را تغییر می دهند تا چرخش یک جهته را حفظ کنند.

در یک موتور آهنربای دائم بدون جاروبک (BLDC/PMSM) ، آهنرباهای دائمی به جای آن روی روتور نصب می شوند. سیم‌پیچ‌های استاتور به صورت الکترونیکی تغییر می‌کنند تا یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد کنند که آهنرباهای دائمی روتور آن را تعقیب می‌کنند و چرخش صاف و بسیار کارآمد با حداقل سایش ایجاد می‌کنند.

چه نوع آهنرباهای موتوری در موتورهای الکتریکی استفاده می شود؟

چهار نوع اصلی آهن ربا موتور عبارتند از نئودیمیم آهن بور (NdFeB) ، ساماریوم کبالت (SmCo) ، آلنیکو ، and فریت (سرامیک) آهنرباها - هر کدام با مشخصات مغناطیسی متمایز، تحمل دما، هزینه و مقاومت در برابر خوردگی.

1. آهنرباهای موتور نئودیمیم بور (NdFeB).

آهنرباهای NdFeB قویترین آهنرباهای دائمی موجود تجاری هستند و انتخاب غالب در کاربردهای مدرن موتور با کارایی بالا از جمله موتورهای کششی EV، موتورهای سروو و موتورهای صنعتی BLDC هستند.

آهنرباهای موتور NdFeB محصولات انرژی (BHmax) را ارائه می دهند 35 MGOe تا بیش از 55 MGOe به شکل متخلخل - تقریباً 5 تا 15 برابر انرژی مغناطیسی آهنرباهای فریت. این چگالی میدان خارق‌العاده موتورها را قادر می‌سازد تا برای گشتاور خروجی یکسان به طور قابل توجهی کوچک‌تر و سبک‌تر باشند. مقاومت در برابر خوردگی نسبتاً ضعیف (نیاز به پوشش های سطحی مانند نیکل، روی یا اپوکسی) و حداکثر دمای عملیاتی معمولاً بین 80 درجه سانتیگراد و 220 درجه سانتیگراد بسته به درجه (درجه N استاندارد تا درجه AH) است.

2. آهنرباهای موتور ساماریوم کبالت (SmCo).

آهنرباهای موتور SmCo انتخاب ارجح برای کاربردهای محیطی با دمای بالا و خورنده هستند که پایداری مغناطیسی عالی را در دمای برودتی تا 350 درجه سانتیگراد و بدون نیاز به پوشش سطحی ارائه می دهند.

آهنرباهای SmCo به مقادیر BHmax می رسند 16 تا 32 MGOe ، somewhat lower than top-grade NdFeB but with far superior thermal stability and inherent corrosion resistance. They are widely used in aerospace actuators, downhole oil and gas motors, and military-grade applications where thermal extremes make NdFeB unsuitable. The main limitation is cost — SmCo magnets typically cost 3 to 5 times more per kilogram than equivalent NdFeB grades.

3. آهنرباهای موتور آلنیکو

الفlnico motor magnets — composed of aluminum, nickel, and cobalt — were the dominant motor magnet type before rare-earth magnets emerged in the 1970s and are still used in applications requiring very high temperature resistance combined with excellent corrosion resistance.

الفlnico magnets can operate continuously above 450 درجه سانتی گراد - بسیار فراتر از هر جایگزین خاکی کمیاب یا فریت. با این حال، محصول انرژی آنها کم است (1-10 MGOe) و قدرت اجباری آنها بسیار ضعیف است، به این معنی که آنها به راحتی در اثر میدان های مغناطیسی مخالف یا شوک فیزیکی مغناطیس زدایی می شوند. کاربردهای مدرن عبارتند از: پیکاپ گیتار، سنسورهای خاص، مترهای دمای بالا، و جایگزینی موتورهای قدیمی.

4. آهنرباهای موتور فریت (سرامیک).

آهنرباهای موتور فریت از نظر حجم، گسترده ترین نوع آهنربا در جهان هستند که بر کاربردهای حساس به هزینه بازار انبوه مانند موتورهای لوازم خانگی، موتورهای کمکی خودرو و ابزارهای برقی کوچک غالب هستند.

آهنرباهای فریت محصولات انرژی متوسطی را ارائه می دهند 1 تا 5 MGOe اما بسیار ارزان هستند (اغلب کمتر از 1 دلار در هر قطعه)، ذاتاً در برابر خوردگی مقاوم هستند و می توانند تا دمای 250 درجه سانتیگراد کار کنند. هزینه کم و اجبار خوب آنها (مقاومت در برابر مغناطیس زدایی) آنها را برای بخش های موتور با حجم بالا و رقابتی که در آن حداکثر چگالی توان محرک اصلی طراحی نیست، ایده آل می کند.

انواع آهنربا موتور: مقایسه عملکرد

انتخاب مواد مغناطیسی موتور مناسب نیاز به متعادل کردن قدرت مغناطیسی، دمای عملیاتی، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه دارد. جدول زیر پارامترهای کلیدی عملکرد چهار نوع آهنربای موتور اصلی را خلاصه می کند.

کدام شکل مغناطیسی موتور برای کاربرد شما مناسب است؟

شکل یک آهنربای موتور صرفاً یک جزئیات هندسی نیست - مستقیماً نحوه متمرکز شدن، توزیع و جفت شدن شار مغناطیسی با شکاف هوای موتور را کنترل می‌کند که بر چگالی گشتاور، گشتاور چرخشی و شکل موج پشتی EMF تأثیر می‌گذارد.

رایج ترین اشکال آهنربایی موتور عبارتند از:

الفrc Segment (Tile) Magnets

الفrc segment motor magnets are the most widely used shape in cylindrical brushed and brushless motors, conforming to the curved inner surface of the stator to maximize the air gap flux density and minimize flux leakage.

این آهنرباهای منحنی در اطراف روتور یا داخل سوراخ استاتور به هم چسبانده می شوند یا به صورت فشرده قرار می گیرند. هندسه قوس یک شکاف هوای باریک و ثابت (معمولاً 0.5 میلی‌متر تا 2 میلی‌متر در موتورهای دقیق) را تضمین می‌کند که مستقیماً با گشتاور خروجی مرتبط است - کاهش 10 درصدی شکاف هوا می‌تواند چگالی گشتاور را تقریباً 15 تا 20 درصد در موتورهای مشابه افزایش دهد.

آهنرباهای بلوک و میله

آهنرباهای موتور بلوک یا میله ای مستطیلی در موتورهای خطی، محرک های سیم پیچ صوتی و پیکربندی موتورهای بسته تخت استفاده می شود که در آن هندسه میدان مسطح به جای استوانه ای مورد نیاز است.

آهنرباهای بلوکی نیز در طراحی موتورهای شار محوری رایج هستند، که در آن چندین آهنربا مسطح در یک الگوی آرایه هالباخ روی یک روتور دیسکی شکل قرار گرفته اند تا شار را در یک طرف متمرکز کرده و از طرف دیگر آن را خنثی کنند - تراکم شار قابل استفاده را تا حداکثر بهبود می بخشند. 40٪ در مقایسه با یک آرایش قطب متناوب ساده از همان جرم آهنربا

آهنرباهای حلقه و دیسک

آهنرباهای موتور حلقه ای و دیسکی در موتورهای میدان محوری کوچک، موتورهای پله ای و حسگرها استفاده می شوند، جایی که یک دیسک مغناطیسی مرکزی یک مدار مغناطیسی ساده و فشرده با حداقل مراحل مونتاژ را فراهم می کند.

آهنرباهای حلقه ای چند قطبی - یک حلقه منفرد مغناطیسی شده با قطب های شمال و جنوب متناوب در اطراف محیط آن - به ویژه در موتورهای BLDC مینیاتوری (فوکوس خودکار دوربین، پمپ های پزشکی، کنترل پیچ هواپیماهای بدون سرنشین) ارزشمند هستند، زیرا آنها نیاز به چندین قطعه آهنربایی جداگانه را از بین می برند، هزینه مونتاژ را کاهش می دهند و تعادل را بهبود می بخشند.

تنظیمات آرایه هالباخ

الف Halbach array is a spatial arrangement of motor magnets with progressively rotated magnetization directions that concentrates the magnetic field on one side of the array while nearly eliminating it on the other — enabling lighter, more flux-efficient motor designs.

آرایه‌های Halbach به طور فزاینده‌ای در موتورهای الکتریکی با راندمان بالا و سیستم‌های Maglev استفاده می‌شوند. غلظت شار یک طرفه اجازه می دهد تا آهن پشتی روتور (فولاد ساختاری که به طور معمول مدار مغناطیسی را کامل می کند) برداشته یا نازک شود و جرم روتور تا حداکثر کاهش یابد. 30% و نسبت قدرت به وزن را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

چگونه قرار دادن آهنربا موتور بر طراحی موتور تاثیر می گذارد

قرار دادن آهنرباهای موتور - چه روی روتور نصب شده باشد، چه در داخل جاسازی شده باشد، یا به صورت پره ای چیده شده روی روتور - تأثیر اساسی بر ویژگی های گشتاور موتور، محدوده سرعت و مناسب بودن برای چرخه های مختلف درایو دارد.

موتورهای آهنربایی دائمی نصب شده روی سطح (SPM).

در موتورهای SPM، آهنرباها روی سطح بیرونی روتور چسبانده شده یا نگه داشته می‌شوند و ساخت ساده، گشتاور گیره‌ای کم و عملکرد عالی در سرعت بالا را ارائه می‌کنند - که آنها را برای کاربردهای با سرعت ثابت و سرعت بالا ایده‌آل می‌کند.

از آنجایی که آهنرباها بر روی سطح روتور قرار می گیرند، نیروهای گریز از مرکز در سرعت های بالا (بیش از 10000 RPM در بسیاری از طرح ها) برای جلوگیری از جدا شدن آهنربا به فیبر کربن یا غلاف نگهدارنده فولاد ضد زنگ نیاز دارند. موتورهای SPM برجستگی نسبتاً کمی (Ld ≈ Lq) نشان می دهند، به این معنی که سهم گشتاور بی میلی حداقل است و تولید گشتاور تقریباً به طور کامل به تعامل شار آهنربای دائمی متکی است.

موتورهای آهنربایی دائمی داخلی (IPM).

موتورهای IPM آهنرباهای موتور را در داخل لایه‌های روتور قرار می‌دهند و هم گشتاور مغناطیس دائمی و هم گشتاور ریلکتانس را قادر می‌سازند تا به خروجی کمک کنند - و چگالی گشتاور بالاتر و محدوده سرعت ثابت قدرت (محدوده تضعیف میدان) را نسبت به طرح‌های SPM ایجاد می‌کنند.

موتورهای IPM معماری غالب در موتورهای کششی وسایل نقلیه الکتریکی مدرن هستند زیرا پیکربندی آهنربای مدفون آنها محافظت ذاتی در برابر نیروهای گریز از مرکز را فراهم می کند، اجازه می دهد تا میدان تهاجمی برای رانندگی در بزرگراه های با سرعت بالا تضعیف شود و می توانند بازدهی بالاتری داشته باشند. 96٪ در نقطه اوج عملیات . تنظیمات جیب آهنربایی V شکل و مثلثی که در روتورهای IPM رایج است به طور خاص برای به حداکثر رساندن سهم گشتاور رلوکتانس طراحی شده‌اند.

چه پارامترهای کلیدی کیفیت آهنربای موتور را تعریف می کند؟

چهار پارامتر حیاتی که کیفیت آهنربای موتور را تعیین می کنند عبارتند از ماندگاری (برادر) ، اجبار (Hc) ، محصول انرژی (BHmax) ، and حداکثر دمای عملیاتی (Tmax) - اینها با هم تعیین می کنند که آهنربا چقدر قوی، مقاوم در برابر مغناطیس زدایی، پایداری حرارتی و اندازه کارآمد است.

آهنرباهای موتور در کجا استفاده می شود؟ بخش های کاربردی کلیدی

آهنرباهای موتور تقریباً در هر سیستم الکترومکانیکی در صنعت مدرن یافت می شوند - از میکرو محرک های پزشکی در مقیاس میلی گرم تا ژنراتورهای توربین بادی در مقیاس مگاوات. درک الزامات کاربرد هر بخش روشن می کند که چرا انواع مختلف آهنربا در بازارهای مختلف تسلط دارند.

وسایل نقلیه الکتریکی (EV) و خودروهای هیبریدی

آهنرباهای موتور NdFeB پخته شده با عیار بالا (معمولاً گریدهای N45H تا N52H با افزودن دیسپروزیم برای اجباری بالا در دماهای بالا) به دلیل نیازهای چگالی توان بی بدیلشان، بر کاربردهای موتورهای کششی EV غالب هستند.

الف typical mid-size passenger EV traction motor contains 1 تا 3 کیلوگرم آهنربا NdFeB . از آنجایی که پیش‌بینی می‌شود تولید جهانی خودروهای برقی تا سال 2030 به 40 میلیون دستگاه در سال برسد، انتظار می‌رود تقاضا برای آهن‌رباهای موتور NdFeB با عملکرد بالا با نرخ ترکیبی سالانه بیش از 14 درصد در طول دهه رشد کند.

اتوماسیون صنعتی و سرو موتورز

سروو موتورهای دقیق مورد استفاده در ماشین‌کاری CNC، رباتیک و خطوط تولید خودکار به آهن‌رباهای موتور با درجه بالا NdFeB یا SmCo برای ترکیبی از چگالی گشتاور بالا، کنترل موقعیت دقیق و پایداری حرارتی تحت سیکل‌های کار مداوم متکی هستند.

در محرک‌های مشترک رباتیک، جایی که موتور باید در داخل محفظه اتصال قرار گیرد و در عین حال حداکثر گشتاورهای 10 تا 200 نیوتن‌متر را ارائه کند، محصول انرژی مغناطیس موتور اغلب عامل محدودکننده اولیه در کوچک‌سازی موتور است. SmCo در کاربردهای سروو بالاتر از 150 درجه سانتیگراد ترجیح داده می شود که در آن گشتاور خروجی ثابت در نوسانات گسترده دما برای دقت موقعیت یابی بسیار مهم است.

لوازم الکترونیکی مصرفی و لوازم خانگی

آهنرباهای موتور فریت به دلیل هزینه کم و عملکرد مناسب برای این چرخه های کاری، غالباً بر موتورهای لوازم مصرفی - از جمله موتورهای درام ماشین لباسشویی، موتورهای کمپرسور یخچال، موتورهای جاروبرقی و موتورهای مخلوط کن - غالب هستند.

در کاربردهای مصرفی مینیاتوری مانند موتورهای ارتعاشی گوشی‌های هوشمند، محرک‌های تثبیت‌کننده تصویر نوری دوربین (OIS) و فن‌های خنک‌کننده لپ‌تاپ، آهن‌رباهای NdFeB متصل (قالب‌گیری تزریقی یا قالب‌گیری فشرده) ترجیح داده می‌شوند زیرا می‌توانند به اشکال پیچیده تبدیل شوند که با آهنرباهای متخلخل به دست نمی‌آیند و هندسه‌های موتور بسیار فشرده را امکان‌پذیر می‌سازند.

انرژی بادی و تولید برق

ژنراتورهای توربین بادی مستقیم محرکه بزرگ از مقادیر چند تنی آهنرباهای موتور NdFeB در هر واحد استفاده می کنند و این بخش یکی از محرک های تقاضا برای آهنرباهای موتور با کارایی بالا در سطح جهان است.

الف single 5 MW direct-drive offshore wind turbine generator may contain 2000 تا 4000 کیلوگرم آهنرباهای دائمی NdFeB . حذف گیربکس در طرح‌های درایو مستقیم - که توسط چگالی گشتاور بالا ژنراتورهای آهنربای دائمی فعال می‌شود - نیازهای تعمیر و نگهداری را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، که یک ملاحظه حیاتی برای تاسیسات دریایی است که دسترسی به آنها پرهزینه و دشوار است.

چگونه آهنربای موتور مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنید

انتخاب آهنربای موتور مناسب مستلزم ارزیابی پنج معیار کلیدی است: محصول انرژی مغناطیسی مورد نیاز، حداکثر دمای عملیاتی، قرار گرفتن در معرض محیطی، محدودیت‌های اندازه فیزیکی و اهداف هزینه واحد.

• مرحله 1 - محدوده دمای عملیاتی را تعریف کنید : اگر موتور در حالت عادی به دمای بالای 150 درجه سانتیگراد برسد، NdFeB استاندارد درجه N رد صلاحیت می شود. نمرات SH، UH، یا EH با محتوای دیسپروزیم افزایش یافته را انتخاب کنید، یا برای دماهای بالاتر از 200 درجه سانتی گراد به SmCo بروید.
• مرحله 2 - BHmax مورد نیاز را تعیین کنید : چگالی شار شکاف هوای مورد نیاز را از اهداف گشتاور و هندسه موتور خود محاسبه کنید. از این برای کار به عقب و به حداقل BHmax مورد نیاز استفاده کنید. اگر فریت به هدف رسید، از فریت استفاده کنید - هیچ دلیلی برای پرداخت هزینه برای عملکرد خاکی کمیاب که به آن نیاز ندارید وجود ندارد.
• مرحله 3 - ارزیابی محیط : محیط‌های مرطوب، شور یا تهاجمی شیمیایی به دلیل مقاومت ذاتی در برابر خوردگی، فریت یا SmCo را ترجیح می‌دهند. اگر NdFeB لازم است، پوشش محافظ مناسب (نیکل، اپوکسی، پاریلن) را برای سطح نوردهی مشخص کنید.
• مرحله 4 - امکان سنجی شکل آهنربا را ارزیابی کنید : منحنی های پیچیده و هندسه های دیواره نازک در NdFeB متخلخل قابل دستیابی هستند، اما ممکن است به تلرانس ماشینکاری فشرده نیاز داشته باشند و هزینه بیشتری داشته باشند. NdFeB چسبانده شده یا فریت قالب گیری تزریقی انتخاب های بهتری برای هندسه های پیچیده در حجم های بالا هستند.
• مرحله 5 - ریسک زنجیره تامین را در نظر بگیرید : NdFeB و SmCo حاوی عناصر کمیاب هستند (عمدتاً از یک زنجیره تامین متمرکز جغرافیایی تهیه می شود). برای طرح‌های حساس به هزینه یا حساس به زنجیره تامین، ارزیابی جایگزین‌های مبتنی بر فریت - حتی در برخی جریمه‌های بازده موتور - ممکن است از نظر استراتژیک توجیه شود.

سوالات متداول در مورد آهنرباهای موتور

آیا یک آهنربای موتور می تواند مغناطیس خود را به مرور زمان از دست بدهد؟

بله، اما با موتورهایی با طراحی خوب و با استفاده از آهنرباهای مدرن با فشار بالا، نرخ مغناطیسی زدایی در شرایط عملیاتی عادی بسیار کم است. آهنرباهای NdFeB یک افت شار غیرقابل برگشت معمولی کمتر از 1% را طی 10 سال در دمای نامی تجربه می کنند. علل اصلی مغناطیس زدایی قابل توجه قرار گرفتن در معرض دمایی بالاتر از حداکثر نامی آهنربا، میدان های مغناطیسی مخالف قوی (مانند شرایط خطای اتصال کوتاه)، و شوک فیزیکی یا ارتعاش است که هم ترازی دامنه را در مواد کم اجباری مانند آلنیکو مختل می کند.

تفاوت بین آهنربای موتور متخلخل و باند شده چیست؟

آهنرباهای موتور تف جوشی شده با فشرده سازی و تف جوشی پودر مغناطیسی تحت فشار بالا تولید می شوند که منجر به یک ماده متراکم و کاملاً متبلور با حداکثر خواص مغناطیسی - اما پیچیدگی شکل و شکنندگی محدود می شود. آهنرباهای موتوری پیوندی پودر مغناطیسی را با یک بایندر پلیمری مخلوط می‌کنند و به صورت تزریقی یا فشرده‌سازی به شکل هندسی نزدیک به شبکه با تلورانس‌های ابعادی فشرده‌تر و چقرمگی مکانیکی بهتر قالب‌گیری می‌شوند. NdFeB پیوندی تقریباً 50 تا 70 درصد از محصول انرژی NdFeB متخلخل را دارد، اما انعطاف‌پذیری طراحی بسیار بیشتری را ارائه می‌کند و در کاربردهای موتورهای مینیاتوری و هندسه پیچیده ترجیح داده می‌شود.

چرا برخی از آهنرباهای موتور حاوی دیسپروزیم هستند؟

دیسپروزیم (Dy) به آهنرباهای موتور NdFeB اضافه می شود تا نیروی اجباری را افزایش دهد - مقاومت در برابر مغناطیس زدایی در دماهای بالا. با افزایش دما، میدان اجباری NdFeB کاهش می یابد. بدون افزودن دیسپروزیم، گریدهای استاندارد دچار مغناطیس زدایی جزئی غیرقابل برگشت در محیط‌های موتوری با تقاضای حرارتی می‌شوند. افزودن دیسپروزیم 2 تا 10 درصد وزنی در درجه‌های NdFeB با دمای بالا (SH، UH، EH) به این آهن‌رباها اجازه می‌دهد تا اجبار کافی را تا دمای 200 تا 220 درجه سانتیگراد حفظ کنند و استفاده در موتورهای کششی EV، درایوهای سروو و سایر برنامه‌های کاربردی را ممکن می‌سازد.

چه پوششی باید روی آهنرباهای موتور NdFeB استفاده شود؟

رایج ترین پوشش برای آهنرباهای موتور NdFeB نیکل-مس-نیکل (Ni-Cu-Ni) است که چسبندگی عالی، مقاومت در برابر خوردگی معقول و سطح سخت مقاوم در برابر سایش را فراهم می کند. برای کاربردهایی با رطوبت بیشتر یا قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی، پوشش رزین اپوکسی مانعی ضخیم تر و نفوذناپذیرتر اما با سختی مکانیکی پایین تر ایجاد می کند. پوشش‌های روی برای کاربردهای داخلی با رطوبت متوسط ​​کارایی هزینه را ارائه می‌دهند. برای سخت‌ترین محیط‌های دریایی یا شیمیایی، پاریلن (پوشش منسجم رسوب‌شده با بخار) بهترین مانع خوردگی را اما با بالاترین هزینه برای هر قطعه فراهم می‌کند.

آرایش آهنربایی موتور باید چند قطب داشته باشد؟

تعداد بهینه قطب ها در آرایش آهنربایی موتور به سرعت هدف، چگالی گشتاور و الزامات بازده بستگی دارد. قطب های بیشتر با سرعت یکسان فرکانس الکتریکی را افزایش می دهد، که تلفات آهن را در استاتور افزایش می دهد، اما طول دور انتهایی کوتاه تری را ممکن می سازد (کاهش تلفات مس و طول محوری موتور). موتورهای درایو مستقیم با سرعت پایین و گشتاور بالا (مانند ژنراتورهای بادی یا موتورهای هاب) معمولاً از 20 تا 100 قطب برای تولید گشتاور مورد نیاز در RPM پایین بدون گیربکس استفاده می کنند. موتورهای پرسرعت (20000 RPM) معمولاً از قطب‌های کمتری (4 تا 8) استفاده می‌کنند تا فرکانس الکتریکی را در محدوده‌های قابل کنترل برای وسایل الکترونیکی سوئیچینگ نگه دارند.

الفre motor magnets recyclable?

بله، آهنرباهای موتور NdFeB قابل بازیافت هستند و بازیابی زمین های کمیاب از موتورهای پایان عمر یک منطقه فعال توسعه صنعتی است. فرآیندهای هیدرومتالورژیکی، پیرومتالورژیکی و بازیافت مستقیم می توانند 90 درصد از محتوای خاکی کمیاب را از ضایعات NdFeB بازیابی کنند. با این حال، از سال 2024، کمتر از 5٪ از عناصر خاکی کمیاب در موتورهای پایان عمر در سراسر جهان بازیافت می شوند - در درجه اول به دلیل پیچیدگی جداسازی آهنرباهای موتور متصل یا محصور شده در مقیاس صنعتی. فشار نظارتی در اروپا و آمریکای شمالی سرمایه گذاری در زیرساخت های بازیافت آهنربا موتور را به عنوان بخشی از دستور کار امنیت تامین مواد حیاتی تسریع می کند.

نتیجه گیری: مگنت موتور قلب هر موتور مغناطیسی دائمی است

را آهنربای موتور بسیار بیشتر از یک جزء غیرفعال است - این عنصر تبدیل انرژی اولیه است که چگالی توان، راندمان، محدودیت های حرارتی و عمر مفید هر موتور الکتریکی آهنربای دائمی را تعیین می کند. انتخاب مواد مغناطیس موتور، درجه، شکل و پیکربندی مناسب یکی از مهم ترین تصمیمات مهندسی در طراحی موتور است.

برای اکثر کاربردهای مدرن با کارایی بالا - کشش EV، رباتیک سروو، تولید باد و دستگاه‌های پزشکی دقیق - آهنرباهای موتور NdFeB متخلخل در درجه‌های دمایی مناسب، انتخاب معیار باقی می‌ماند و محصول انرژی بی‌نظیر را در بسته‌ای فشرده و با قیمت رقابتی فزاینده ارائه می‌کند. برای محیط های گرما شدید یا خورنده، SmCo پایداری بی نظیری را فراهم می کند. برای موتورهای با حجم بالا و حساس به هزینه، فریت همچنان از نظر حجمی غالب است.

الفs electrification accelerates across transportation, industry, and energy generation, the strategic and technical importance of the motor magnet will only grow. Engineers who deeply understand motor magnet selection — from remanence and coercivity to coating chemistry and Halbach array geometry — will be best positioned to design the next generation of efficient, reliable, and compact electric motors.