Восевая супраць радыяльнай супраць шматполюснай намагнічанасці: як выбраць правільную схему намагнічанасці

Хуткі адказ:Для неадымавых кольцавых магнітаў восевая намагнічанасць падыходзіць для простых прымяненняў утрымання і злучэння; радыяльная (ад унутранага да вонкавага дыяметра) намагнічанасць з'яўляецца стандартнай для рухавікоў BLDC і PMSM, дзе сілавыя лініі павінны перасякаць паветраны зазор; шматполюсная радыяльная намагнічанасць (8–72 полюсы) з'яўляецца стандартнай для дакладных рухавікоў і энкодэраў. Радыяльнае выкарыстанне на 15–20% вышэйшае за восевае. Колькасць полюсаў абмежавана мінімальнай шырынёй дугі полюса (звычайна 3 мм) і магчымасцю намагнічвання прыстасавання.

Гэты артыкул, заснаваны на рэальных дадзеных аб вытворчасці зFullzen TechnologyМайстар-клас па намагнічванні дапаможа вам вырашыць асноўныя праблемы выбару кірунку намагнічвання:

Розніца ў размеркаванні поля паміж чатырма рэжымамі намагнічанасці — аксіяльным, дыяметрычным, радыяльным і шматполюсным (не толькі азначэнні, але і колькасныя параўнанні)

Матрыца рашэнняў па тыпу рухавіка ў залежнасці ад рэжыму намагнічвання: які выбраць для BLDC/PMSM/крокавага рухавіка/энкодэраў

Колькасная аснова для выбару колькасці полюсаў: сувязь паміж колькасцю полюсаў і шчыльнасцю крутоўнага моманту, момантам зубчастага шруба і эфектыўнасцю

Рэальныя дадзеныя аб кошце прыстасаванняў для намагнічвання і тэрмінах выканання працэсу

Стандартныя працэдуры кантролю якасці пасля намагнічвання

Асновы намагнічвання: чаму кірунак мае значэнне для кольцавых магнітаў

Кірунак намагнічвання не з'яўляецца выбарам пасля вытворчасці — ён вызначаецца на этапе прэсавання і не можа быць зменены пасля. Разуменне гэтага загадзя дазваляе пазбегнуць дарагіх перапрацовак.

Як намагнічанасць усталёўваецца падчас вытворчасці

Многія людзі мяркуюць, што кірунак намагнічанасці вызначаецца падчас этапу намагнічвання. Насамрэч гэта не так. Для спечаных неадымавых кольцавых магнітаў кірунак арыентацыі дамена фіксуецца падчас этапу прэсавання прыкладзеным знешнім магнітным полем — гэта вызначальная характарыстыка анізатропных матэрыялаў.

Вось поўны працэс:

Этап прэсавання:Для выраўноўвання восі лёгкага намагнічвання зерняў Nd₂Fe₁₄B з мэтавым кірункам у кристалле прыкладаецца арыентацыйнае магнітнае поле.

Этап спякання:Высокатэмпературнае ўшчыльненне «замарожвае» арыентацыю крышталя ў загатоўцы.

Этап намагнічвання:Імпульснае моцнае магнітнае поле пераварочвае ўсе арыентаваныя дамены на свае месцы — калі арыентацыя і кірунак намагнічвання супадаюць, дасягаюцца аптымальныя магнітныя характарыстыкі.

Вось чаму кірунак намагнічвання павінен быць указаны пры замове: кірунак арыентацыі прэсавальнай формы падбіраецца ў адпаведнасці з вашымі патрабаваннямі. Пасля завяршэння спякання арыентацыю змяніць нельга.

Анізатропны супраць ізатропнага: што гэта азначае для вашага дызайну

Перш чым выбраць рэжым намагнічвання, неабходна разабрацца з асноўнымі класіфікацыямі матэрыялаў:

Анізатропны спечаны NdFeB:Магнітныя характарыстыкі аптымальныя ўздоўж восі арыентацыі; характарыстыкі рэзка падаюць пры адхіленні больш за 30°. Падыходзіць для восевага, радыяльнага, дыяметральнага і іншых накіраваных намагнічванняў.

Ізатропна звязаны NdFeB:Няма пераважнага кірунку арыентацыі; можна намагнічваць у любым кірунку, але максімальны энергетычны прадукт на 30-40% ніжэйшы, чым у спечанага. Падыходзіць для шматполюсных і складаных схем намагнічвання.

Ізатропны ліццёвы NdFeB:Найменшыя магнітныя характарыстыкі, але могуць быць адліты пад ціскам у складаныя формы і падтрымліваюць постмагнічванне. Падыходзіць для спецыяльных геаметрый.

У Fullzen Technology больш за 85% штомесячных паставак кольцавых магнітаў — гэта анізатропны спечаны NdFeB, бо кліенты, якія вырабляюць рухавікі, патрабуюць найвышэйшых магнітных характарыстык. Магніты ў асноўным выкарыстоўваюцца для шматполюсных кольцаў энкодэраў.

Даведайцеся пранеадымавыя кольцавыя магнітыу стандартных і нестандартных канфігурацыях (памеры, дапушчальныя адхіленні і выбар матэрыялаў — гл. наш даведнік па памерах).

Чатыры схемы намагнічвання для кольцавых магнітаў

Кальцавыя магніты падтрымліваюць чатыры розныя мадэлі намагнічанасці, кожная з якіх стварае прынцыпова рознае размеркаванне магнітнага поля, што вызначае, у якіх сферах прымянення яны могуць эфектыўна служыць.

Восевая намагнічанасць (аднавосевая праз усю таўшчыню)

Магнітнае поле праходзіць уздоўж восевага (таўшчынёвага) кірунку кальцавога магніта, прычым полюс N знаходзіцца на адным тарцы, а полюс S — на другім. Гэта самы просты і танны метад намагнічвання.

Характарыстыкі:

Поле перасякае ўвесь кірунак таўшчыні; лініі патоку праходзяць ад аднаго тарца да іншага.

Найпрасцейшая намагнічвальная прылада — дастаткова двух паралельных пласцін.

Ураджайнасць >98%, таму што кірунак поля лёгка кантраляваць.

Добрая аднастайнасць паверхневага поля, падыходзіць для сцэнарыяў, якія патрабуюць раўнамернага прыцягнення.

Тыповыя сферы прымянення:Магнітная муфта, фіксуючыя прыстасаванні, магнітныя замкі дзвярэй, простыя датчыкі. Рэдка выкарыстоўваюцца ў рухавіках, паколькі восевае поле не можа эфектыўна перасякаць паветраны зазор для кручэння ротара.

Дыяметрычная намагнічанасць (папярочны перасек)

Магнітнае поле праходзіць уздоўж дыяметра кальцавога магніта, з N з аднаго боку і S з процілеглага. Заўвага: Гэта адносна рэдка сустракаецца ў кальцавых магнітах і больш тыпова для цыліндрычных/дыскавых магнітаў.

Характарыстыкі:

Поле праходзіць папярок папярочнага сячэння; лініі патоку рухаюцца з аднаго боку кольца да процілеглага боку.

Патрабуецца спецыяльнае дыяметральнае намагнічвальнае прыстасаванне, якое каштуе ў 3–5 разоў даражэй, чым восевае.

У кальцавых магнітах дыяметрычная намагнічанасць забяспечвае меншае выкарыстанне поля, чым радыяльная намагнічанасць.

Дыяметрычная намагнічанасць рэдка выкарыстоўваецца ў кольцавых магнітах. Калі для вашага прымянення патрабуецца поле па ўсім папярочным сячэнні, радыяльная намагнічанасць (ад унутранага да вонкавага дыяметра) звычайна з'яўляецца лепшым выбарам. Дыяметрычная намагнічанасць у асноўным выкарыстоўваецца ў цыліндрычных магнітах.

Радыяльная намагнічанасць (ад унутранага да вонкавага дыяметра)

Магнітнае поле распаўсюджваецца радыяльна — ад унутранага дыяметра (УД) да вонкавага дыяметра (ЗД) або ад ЗД да ЎД. Гэта найбольш распаўсюджаны метад намагнічвання кольцавых магнітаў у рухавіках.

Характарыстыкі:

Лініі магнітнага патоку выходзяць з адтуліны, перасякаюць паветраны зазор і дасягаюць вонкавай паверхні — ідэальна адпавядаючы структуры магнітнага ланцуга рухавіка.

Радыяльная намагнічанасць забяспечвае на 15-20% большы выкарыстанне магнітнай энергіі, чым восевая, таму што кірунак поля супадае з траекторыяй магнітнага патоку ў паветраным зазоры.

Патрабуецца спецыяльная прыстасаванне для намагнічвання ўнутранага і вонкавага дыяметраў з унутраным полюсным стрыжнем, устаўленым у адтуліну, і вонкавай полюснай гільзай, якая ахінае вонкавы дыяметр.

Складанасць і кошт намагнічвання вышэйшыя, чым пры восевым намагнічванні (складанасць прыстасавання ў 5–20 разоў большая).

Тыповыя сферы прымянення:Рухавікі BLDC, рухавікі PMSM, серварухавікі, генератары, магнітныя муфты. У Fullzen Technology радыяльнае намагнічванне складае больш за 70% заказаў кліентаў на рухавікі.

Каб атрымаць поўныя характарыстыкі і інфармацыю аб магутнасці радыяльна намагнічаных кольцавых магнітаў, глядзіце нашырадыяльна намагнічаныя кольцавыя магніты для рухавікоў.

Шматполюсная намагнічанасць (зменнае намагнічванне)

Полюсы N і S чаргуюцца па акружнасці кальцавога магніта, утвараючы некалькі пар полюсаў. Гэта стандартны выбар для дакладных рухавікоў і энкодэраў.

Характарыстыкі:

Полюсы чаргуюцца па акружнасці: NSNS..., ад 2 пар полюсаў (4 полюсы) да 36 пар полюсаў (72 полюсы).

Большая колькасць полюсаў забяспечвае больш высокую частату поля паветранага зазору, меншую пульсацыю крутоўнага моманту і больш высокую раздзяляльную здольнасць энкодэра.

Для кожнай колькасці полюсаў патрабуецца асобнае намагнічвальнае прыстасаванне — большая колькасць полюсаў азначае больш складаную канструкцыю і выраб прыстасавання.

Можа быць рэалізавана як шматполюснае радыяльнае намагнічванне (пераменнае ўнутранае-вонкавае дыяметры) або шматполюснае восевае намагнічванне (пераменнае тарцавае дно).

Тыповыя сферы прымянення:Ротары рухавікоў BLDC/PMSM, магнітныя энкодэры, рухавікі з момантам, рухавікі з прамым прывадам. У Fullzen агульная колькасць полюсаў для шматполюсных кальцавых магнітаў складае 8/10/12/14/16/24/32/48/64/72 полюсы.

Параўнанне малюнкаў намагнічанасці: паказчыкі прадукцыйнасці

У табліцы ніжэй аб'яднаны ключавыя параметры прадукцыйнасці, якія інжынеры павінны параўноўваць пры выбары схемы намагнічвання для свайго прымянення.

Параметр	Восевы	Дыяметрычны	Радыяльны (аднаполюсны)	Шматполюсны радыяльны
Кірунак поля	Таўшчыня (N-грань → S-грань)	Папярочны разрэз	Ідэнтыфікатар → Адносны	Цыркулярны альтэрнатыўны NS
Выкарыстанне магнітнай энергіі	Базавы ўзровень (100%)	~80-85%	на 15–20% вышэй за восевы	Гэтак жа, як радыяльны, з невялікімі шматполюснымі стратамі
Складанасць прыстасавання	Найніжэйшы (паралельныя пласціны)	Сярэдні (дыяметр пласцін)	Высокі (сярэдні дыяметр полюсаў ID-VONKAY)	Найвышэйшы (шматполюсныя стрыжні)
Узровень кошту прыстасавання	$	$$	$$-$$$	$$$$-$$$$
Прыбытковасць	>98%	>95%	>93%	>90% (змяншаецца з павелічэннем колькасці полюсаў)
Тыповая колькасць слупоў	1 пара (2 полюсы)	1 пара (2 полюсы)	1 пара (2 полюсы)	4–36 пар (8–72 полюсы)
Тэрмін выканання (у тым ліку прыстасаванне)	Стандартны	+3-5 дзён	+5-7 дзён	+7-14 дзён
Прыдатнасць рухавіка	Нізкі	Нізкі (не падыходзіць для кольцаў)	Высокі	Найвышэйшы
Прыдатнасць энкодэра	Не падыходзіць	Не падыходзіць	Нізкае разрозненне	Высокае разрозненне

 

Гэтыя дадзеныя раскрываюць адзін важны факт: хоць радыяльнае намагнічванне (у тым ліку шматполюснае) мае больш высокія выдаткі на прыстасаванні і больш працяглы тэрмін выканання, яго выкарыстанне магнітнай энергіі і сумяшчальнасць з рухавіком значна перавышаюць аналагічныя паказчыкі восевага намагнічвання. Вось чаму сярод кліентаў рухавікоў Fullzen больш за 70% выбіраюць радыяльнае або шматполюснае намагнічванне.

[Заўвага] Кошт прыстасаванняў з'яўляецца адносным. Фактычны кошт залежыць ад знешняга дыяметра кольца, таўшчыні сценкі і колькасці слупоў. 8-полюсны шматполюсны прыстасаванне для знешняга дыяметра 30 мм каштуе прыблізна 800–1200 долараў; 24-полюсны прыстасаванне для знешняга дыяметра 60 мм каштуе прыблізна 2500–4000 долараў.

Тып рухавіка → Схема намагнічвання: матрыца рашэнняў

Гэтая матрыца адлюстроўвае найбольш распаўсюджаныя архітэктуры рухавікоў у адпаведнасці з іх аптымальнай схемай намагнічанасці, заснаванай на нашых вытворчых дадзеных ад Fullzen Technology.

Гэта тое, што амаль не прапануе ніводзін канкурэнт — простую матрыцу рашэнняў, якой можна прытрымлівацца непасрэдна. Розныя архітэктуры рухавікоў маюць зусім розныя патрабаванні да рэжыму намагнічвання; няправільны выбар не толькі зніжае прадукцыйнасць — ён проста не будзе працаваць.

Рухавікі BLDC Inrunner

Рухавікі пастаяннага току Inrunner BLDC:статар звонку, ротар (магніты), якія круцяцца ўнутры.

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Шматполюсная радыяльная намагнічанасць (кірунак ад унутранага да вонкавага бакоў, чаргуецца NS)

Тыповая колькасць слупоў:8/10/12/14 полюсаў (4–7 пар полюсаў)

Прычына:Радыяльнае поле перасякае паветраны зазор непасрэдна, сінхранізуючыся з вярчальным полем, якое ствараецца абмоткамі статара. Большая колькасць полюсаў прыводзіць да меншай пульсацыі крутоўнага моманту.

Доля паставак Fullzen: Сярод кліентаў Inrunner BLDC 95% выбіраюць шматполюсную радыяльную намагнічанасць.

Рухавікі BLDC Outrunner

Рухавікі BLDC Outrunner:Ротар (магніты) круціцца звонку, статар — унутры. Распаўсюджана ў беспілотніках і нізкахуткасных прыладах прамога прывада.

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Шматполюсная радыяльная намагнічанасць (кірунак ад вонкавага да ўнутранага дыяметра, чаргуецца NS — супрацьлеглы ўнутранай паверхні)

Тыповая колькасць слупоў:12/14/16/24 полюсы (6–12 пар полюсаў)

Прычына:Магніты выязнога рухавіка акружаюць статар; радыяльнае поле праходзіць ад вонкавага да ўнутранага кута, зноў жа сумяшчаючыся са шляхам патоку ў паветраным зазоры.

Заўвага: Колькасць слупоў звычайна на 2–4 слупкі большая, чым у ўнутраных слупкоў, таму што знешнія слупкі маюць большы дыяметр і могуць змясціць больш слупкоў.

PMSM і серварухавікі

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Шматполюсная радыяльная намагнічанасць (масіўкі Хальбаха могуць выкарыстоўвацца ў высокапрадукцыйных прыладах)

Тыповая колькасць слупоў:8/10/12 слупоў

Масіў Хальбаха:Спецыяльная схема намагнічвання, якая ўзмацняе поле з аднаго боку і кампенсуе яго з другога. Падыходзіць для серварухавікоў з надзвычай высокімі патрабаваннямі да шчыльнасці крутоўнага моманту.

Магчымасці Fullzen:Падтрымлівае намагнічанасць масіва Хальбаха з мінімальным знешнім дыяметрам 25 мм і максімальным знешнім дыяметрам 120 мм.

Крокавыя рухавікі

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Шматполюсная радыяльная намагнічанасць

Тыповая колькасць слупоў:50 зуб'яў (100 полюсаў) з'яўляецца стандартнай колькасцю для гібрыдных крокавых рухавікоў.

Заўвага:Канструкцыі ротараў крокавых рухавікоў даволі спецыфічныя — звычайна гэта не простыя кальцавыя магніты, а зубчастыя канструкцыі з кіпцюрнымі полюсамі. Аднак некаторыя высакаякасныя крокавыя рухавікі з пастаяннымі магнітамі выкарыстоўваюць шматполюсныя кальцавыя магніты.

Магнітныя энкодэры і датчыкі становішча

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Шматполюсная радыяльная намагнічанасць (або звязаныя шматполюсныя кольцы NdFeB)

Тыповая колькасць слупоў:32/64/128/256 полюсаў — колькасць полюсаў непасрэдна вызначае раздзяляльную здольнасць энкодэра.

Выбар матэрыялу:У кольцах энкодэраў з вялікай колькасцю полюсаў звычайна выкарыстоўваецца ізатропна звязаны NdFeB, паколькі звязаныя матэрыялы можна ліць пад ціскам і свабодна намагнічваць без абмежаванняў арыентацыі прэсавання.

Асноўныя параметры:Міжполюсная вуглавая дакладнасць <0,5°, чысціня сінусаідальнай формы хвалі магнітнага поля >99%.

[Заўвага] Патрабаванні да дакладнасці кольцаў энкодэра значна вышэйшыя, чым для магнітаў рухавікоў. У Fullzen кольцы энкодэра вырабляюцца на спецыяльнай вытворчай лініі з дапушчальным адхіленнем кроку полюсаў у межах ±0,02 мм.

Рухавікі восевага патоку (новыя сферы прымянення)

Рэкамендаваны рэжым намагнічвання:Восевая намагнічанасць або шматполюсная восевая намагнічанасць

Тлумачэнне:Аксіяльныя рухавікі з магнітным патокам (дыскавыя рухавікі) маюць іншы кірунак магнітнага ланцуга ў параўнанні з радыяльнымі рухавікамі з магнітным патокам — поле распаўсюджваецца аксіяльна папярок паветранага зазору. Гэтыя рухавікі хутка развіваюцца ў транспартных сродках на новых крыніцах энергіі і робататэхніцы.

Бягучы стан:Fullzen пачала пастаўляць узоры аксіяльных шматполюсных кольцавых магнітаў для кліентаў з аксіяльнымі рухавікамі з вонкавым дыяметрам ад 40 да 200 мм.

Выбар колькасці слупоў: колькі слупоў вам насамрэч патрэбна?

Колькасць полюсаў непасрэдна ўплывае на шчыльнасць крутоўнага моманту, момант зубчастага рэгулявання і раздзяляльную здольнасць энкодэра, але існуюць фізічныя абмежаванні, заснаваныя на дыяметры кольца і мінімальнай шырыні дугі полюса.

Большая колькасць полюсаў на шматполюсным кольцы не заўсёды лепш. Выбар колькасці полюсаў патрабуе балансавання трох фактараў: шчыльнасці крутоўнага моманту, крутоўнага моманту зубчастага штуршка і фізічных абмежаванняў.

Колькасць полюсаў супраць шчыльнасці крутоўнага моманту

Уплыў павелічэння колькасці полюсаў на шчыльнасць крутоўнага моманту:

4 полюсы → 8 полюсаў: Шчыльнасць крутоўнага моманту павялічваецца прыблізна на 12–18%

8 полюсаў → 16 полюсаў: Шчыльнасць крутоўнага моманту павялічваецца прыблізна на 8–12%

16 полюсаў → 24 полюсы: Шчыльнасць крутоўнага моманту павялічваецца прыблізна на 5–8%

Вышэй за 24 полюсы: паляпшэнне згладжваецца; пачынаецца змяншэнне аддачы.

Заканамернасць відавочная: найбольшая карысць атрымліваецца ад пераходу з меншай колькасці полюсаў на большую. 8 полюсаў значна лепшыя за 4, але 24 полюсы толькі нязначна лепшыя за 16.

Колькасць палюсоў супраць крутоўнага моманту зубчастага шруба

Крутоўны момант — пульсацыі круцільнага моманту, калі рухавік не працуе — непасрэдна выклікае вібрацыю і шум на нізкіх хуткасцях. Большая колькасць полюсаў памяншае круцільны момант:

4 полюсы:Найвышэйшы крутоўны момант зубчастага шрубапрывада; падыходзіць для прымянення з нізкімі патрабаваннямі да плыўнасці.

8–12 слупоў:Значна зніжаны крутоўны момант зубчастага рэдуктара; ахоплівае большасць прымяненняў BLDC.

16+ полюсаў:Вельмі нізкі крутоўны момант зубчастага механізму; падыходзіць для дакладных сервапрывадаў і нізкахуткасных прамых прывадаў.

Уплыў колькасці полюсаў на крутоўны момант зубчастага механізму больш выяўлены, чым яго ўплыў на шчыльнасць крутоўнага моманту — вось чаму многія кліенты аддаюць перавагу павялічваць колькасць полюсаў пры аптымізацыі плыўнасці працы рухавіка.

Абмежаванні максімальнай колькасці полюсаў

Колькасць полюсаў нельга павялічваць адвольна; дзейнічаюць тры фізічныя абмежаванні:

Мінімальная шырыня дугі полюса:Кожны полюс патрабуе не менш за 3 мм шырыні дугі (для спечанага NdFeB). Ніжэй за гэтае значэнне намагнічанасць становіцца нераўнамернай, а напружанасць поля нестабільнай.

Абмежаванне вонкавай шырыні:Колькасць полюсаў × шырыня дугі полюса ≤ π × знешні дыяметр. Напрыклад, кольца з знешнім дыяметрам 30 мм мае знешнюю акружнасць ≈94 мм, што дазваляе мець максімум прыблізна 31 полюс, але з улікам міжполюсных прамежкаў практычная мяжа складае 20–24 полюсы.

Дакладнасць намагнічвальнага прыстасавання:Большая колькасць полюсаў патрабуе большай дакладнасці пазіцыянавання для кожнага полюснага стрыжня ў прыстасаванні. Пры колькасці больш за 24 полюсы кошт прыстасавання рэзка ўзрастае.

У Fullzen Technology мы рэкамендуем 8–16 полюсаў для вонкавага дыяметра менш за 30 мм, 12–24 полюсы для вонкавага дыяметра 30–60 мм і 16–32 полюсы для вонкавага дыяметра 60–100 мм. Прымяненне з колькасцю, якая перавышае 32 полюсы, патрабуе індывідуальнай ацэнкі магчымасці выкарыстання.

[Заўвага] Верхняя мяжа колькасці полюсаў таксама залежыць ад таўшчыні сценкі. Тонкасценныя кольцы (таўшчыня сценкі <3 мм) маюць ніжэйшыя межы колькасці полюсаў з-за павелічэння міжполюснай рассеянасці патоку. Для атрымання канкрэтных разлікаў звярніцеся да нашай інжынернай каманды.

Працэс намагнічвання: што адбываецца за кулісамі

Этап намагнічвання — гэта апошні і самы незваротны этап вытворчасці кольцавага магніта. Вось што адбываецца ў нашай майстэрні і як гэта ўплывае на вашы тэрміны і кошт.

Канструкцыя і кошт намагнічвальнага прыстасавання

Намагнічвальнае прыстасаванне з'яўляецца найбольш важным кампанентам у працэсе намагнічвання. Розныя метады намагнічвання адпавядаюць розным структурам прыстасавання:

Прылада для восевага намагнічвання:Дзве паралельныя медныя пласціны — найпрасцейшая канструкцыя, самы нізкі кошт ($100–300). Добрая ўніверсальнасць; прыстасаванні можна выкарыстоўваць у розных класах аднолькавага памеру.

Радыяльнае прыстасаванне для намагнічвання:Канструкцыя з унутранага полюснага стрыжня + вонкавай полюснай абалонкі, якая патрабуе дакладнай канцэнтрычнасці (<0,05 мм). Кошт: 600–2000 долараў ЗША (у залежнасці ад памеру).

Шматполюсны прыстасаванне для намагнічвання:Кожны полюс адпавядае незалежнаму стрыжню полюса; большая колькасць полюсаў азначае большую складанасць. 8-полюсная прылада: $800–1200; 24-полюсная: $2500–4000; 48+ полюсаў: $5000–8000+.

Свяцільні — гэта аднаразовая інвестыцыя. Калі ваша замова патрабуе пастаяннай вытворчасці з аднолькавай колькасцю полюсаў, кошт Свяцільні амартызуецца да вельмі нізкага кошту за адзінку. На пілотных этапах мы рэкамендуем пачынаць з меншай колькасці полюсаў, каб праверыць канструкцыю магнітнага ланцуга.

Параметры намагнічанасці імпульсу

Намагнічванне — гэта працэс выкарыстання імгненнага моцнага магнітнага поля для пераключэння ўсіх магнітных даменаў у мэтавую арыентацыю. Асноўныя параметры:

Напружанасць поля:Для дасягнення поўнай намагнічанасці павінна перавышаць уласную каэрцытыўнасць матэрыялу (Hcj). N42 патрабуе >955 кА/м; 42SH патрабуе >1710 кА/м.

Шырыня імпульсу:Звычайна 0,5–5 мс, у залежнасці ад аб'ёму магніта і матэрыялу.

Крытэрый насычанасці:Вымерайце паток пасля намагнічвання; калі адхіленне ад стандартнага значэння перавышае 3%, намагнічванне недастатковае, і энергію імпульсу неабходна павялічыць.

У майстэрні па намагнічванні Fullzen Technology мы выкарыстоўваем імпульсны намагнічвальнік на 5000 В / 1 000 000 мкФ, здольны задаволіць патрабаванні да намагнічанасці ад класаў N35 да 50EH і ад 2 да 72 полюсаў.

Розніца ў намагнічанасці спечаных, звязаных і літых пад ціскам кольцаў

Працэсы намагнічвання істотна адрозніваюцца паміж трыма тыпамі матэрыялаў:

Спечаны NdFeB (анізатропны): для поўнай намагнічанасці патрабуецца надзвычай моцнае імпульснае поле (>3 Тл). Кірунак арыентацыі ўстанаўліваецца падчас прэсавання; кірунак намагнічанасці павінен супадаць з кірункам арыентацыі. Незваротны пасля намагнічавання.

Звязаны NdFeB (ізатропны): Няма пераважнага кірунку арыентацыі; можа намагнічвацца ў любым кірунку. Патрабуе меншай напружанасці поля намагнічвання (>1,5 Т); шматполюснае намагнічванне лёгка дасягае складаных узораў. Але максімальны энергетычны прадукт на 30-40% ніжэйшы, чым пры спечаным.

Ліццёвы NdFeB (ізатропны): Найменшыя магнітныя характарыстыкі (BHmax ≈5–10 MGOe), але можа быць ліццём пад ціскам у складаныя формы і пасля гэтага намагнічаны. Падыходзіць для няправільных формаў і ультратонкіх шматполюсных кольцаў.

Выбар матэрыялу для намагнічвальнага кольца залежыць ад прыярытэту вашага прымянення: магнітныя характарыстыкі ў параўнанні са складанасцю схемы намагнічвання. Для высокай прадукцыйнасці выбірайце спечаны матэрыял; для складаных схем — звязаны матэрыял.

Кантроль якасці пасля намагнічвання

Кожнае намагнічанае кольца павінна прайсці праверку перад адпраўкай — вось тры стандартныя метады, якія мы выкарыстоўваем у Fullzen Technology, і што правярае кожны з іх.

Вымярэнне шпулькі Гельмгольца (агульны паток)

Шпулька Гельмгольца вымярае агульны магнітны паток магніта — найбольш фундаментальны метад праверкі поўнай намагнічанасці.

Прынцып:Змесціце магніт унутр шпулькі Гельмгольца, вымерайце індукаванае напружанне і вылічыце агульны магнітны паток.

Мэта:Праверце, ці дасягнула насычэння намагнічанасць, і ці значэнні патоку знаходзяцца ў межах дапушчальнай адхіленні (звычайна ±5%).

Абмежаванне:Можна вымераць толькі агульны паток; нельга вызначыць, ці з'яўляецца размеркаванне поля аднастайным або ці існуе міжполюсная сіметрыя.

Кожны магніт Fullzen павінен прайсці выпрабаванне шпулькі Гельмгольца перад адпраўкай — гэта першы крок у нашым стандартным працэсе кантролю якасці.

Сканіраванне зондам Хола (размеркаванне поля)

Сканіраванне зондам Хола вымярае размеркаванне магнітнага поля па паверхні магніта, што асабліва важна для шматполюсных кольцаў.

Прынцып:Зонд Хола круціцца і скануе паверхню магніта, фіксуючы напружанасць поля ў кожным вуглавым становішчы.

Мэта:Праверце міжполюсную сіметрыю, форму хвалі поля (чысціню сінусаідальнай/прамавугольнай хвалі) і паслядоўнасць кроку полюсаў у шматполюсных кольцах.

Ключавы паказчык:Адхіленне поля паміж суседнімі полюсамі не павінна перавышаць ±3%; для кольцаў энкодэра патрабуецца ±1%.

Кліентам энкодэраў звычайна патрэбныя справаздачы аб сканаванні зонда Хола. У Fullzen гэта стандартны пункт кантролю якасці для кольцаў энкодэраў.

Метад з парашком жалеза (хуткая візуальная праверка)

Метад жалезнага парашка з'яўляецца найбольш інтуітыўна зразумелым метадам якаснага кантролю — жалезны парашок, пасыпаны на паверхню магніта, выраўноўваецца ўздоўж ліній магнітнага патоку, непасрэдна паказваючы размеркаванне поля.

Мэта:Хуткая праверка правільнасці кірунку намагнічанасці, колькасці полюсаў і адсутнасці відавочных дэфектаў намагнічанасці.

Абмежаванне:Толькі якасныя паказчыкі; лікавых значэнняў не дае. Дакладнасць значна ніжэйшая за дакладнасць сканавання зондам Хола.

Метад жалезнага парашка звычайна выкарыстоўваецца для кантролю першага вырабу і хуткай сартавання на вытворчай лініі — не падыходзіць для выходнага кантролю якасці, але выдатна падыходзіць для ўваходнага кантролю і хуткага пацверджання пасля намагнічвання.

Часта задаваныя пытанні

Пытанне: Ці можна перамагніціць кальцавы магніт у іншым кірунку пасля першапачатковага намагнічвання?

A: Не. Для спечаных кольцавых магнітаў NdFeB магнітная арыентацыя вызначаецца падчас этапу прэсавання. Пасля намагнічвання паўторнае намагнічванне ў іншым кірунку не атрымаецца, бо магнітныя дамены ўжо выраўнаваны. Калі вам трэба змяніць кірунак намагнічвання, вы павінны замовіць новыя магніты з правільнай арыентацыяй, указанай перад прэсаваннем. У Fullzen Technology мы пацвярджаем кірунак намагнічвання на этапе праверкі чарцяжа, каб пазбегнуць гэтай праблемы.

Пытанне: Колькі полюсаў можа вытрымаць кальцавы магніт з вонкавым дыяметрам 30 мм?

A: Кальцавы магніт з вонкавым дыяметрам 30 мм звычайна можа падтрымліваць да 16–20 полюсаў, у залежнасці ад таўшчыні сценкі і мінімальнай шырыні дугі полюса. Пры мінімальнай дузе полюса 3 мм вонкавая акружнасць дазваляе мець максімум прыблізна 31 полюс, але практычныя абмежаванні — дакладнасць намагнічвальнага прыстасавання, таўшчыня сценкі і міжполюсная рассеянасць патоку — абмяжоўваюць большасць канструкцый 16–20 полюсамі. Мы рэкамендуем удакладніць колькасць полюсаў з нашай інжынернай камандай перад замовай прыстасаванняў.

Пытанне: Чаму радыяльнае намагнічванне даражэйшае за восевае?

A: Для радыяльнага намагнічвання патрабуецца спецыяльнае прыстасаванне, якое генеруе моцнае радыяльнае поле ад унутранага да вонкавага дыяметра, што больш складана ў распрацоўцы і вытворчасці, чым простае восевае пласціністае прыстасаванне. Радыяльныя прыстасаванні звычайна каштуюць у 5–20 разоў даражэй, чым восевыя (ад 600 да 6000 долараў ЗША і больш у залежнасці ад памеру кольца і колькасці полюсаў). Акрамя таго, радыяльнае намагнічванне мае больш нізкі ўзровень цякучасці (звычайна 90–95% супраць 98% і больш для восевага) з-за больш высокіх патрабаванняў да напружанасці поля і неабходнай дакладнасці выраўноўвання.

Пытанне: Якая схема намагнічвання найлепш падыходзіць для рухавікоў BLDC?

A: Для большасці рухавікоў BLDC стандартным выбарам з'яўляецца шматполюснае радыяльнае намагнічванне. У рухавіках BLDC Inrunner звычайна выкарыстоўваецца 8–14 полюсаў; у рухавіках Outrunner — 12–24 полюсы. Кірунак радыяльнага поля (ад унутранага да вонкавага дыяметра) супадае з траекторыяй патоку паветранага зазору, што забяспечвае на 15–20% больш высокі коэффіцыент выкарыстання ў параўнанні з восевым намагнічваннем. У Fullzen Technology больш за 70% заказаў нашых кліентаў на рухавікі прадугледжваюць шматполюснае радыяльнае намагнічванне.

Пытанне: Якая максімальная працоўная тэмпература для шматполюсных кольцавых магнітаў?

A: Шматполюсныя кальцавыя магніты маюць тыя ж тэмпературныя абмежаванні, што і стандартныя кальцавыя магніты — маркі N35–N45 працуюць да 80°C, у той час як маркі SH вытрымліваюць 150°C, а маркі UH — 180°C. Аднак шматполюсныя кальцавыя магніты сутыкаюцца з больш высокай рызыкай размагнічвання пры падвышаных тэмпературах, паколькі тонкія полюсныя ўчасткі маюць меншае супраціўленне самаразмагнічванню. Для рухавікоў пры тэмпературы вышэй за 120°C мы рэкамендуем выкарыстоўваць марку 38SH або 40UH, а не стандартную N42.