آهنرباهای حلقه‌ای برای موتورها: راهنمای کاربرد BLDC، استپر و سروو موتور

پاسخ سریع:برای موتورهای BLDC، از آهنرباهای حلقه‌ای شعاعی چند قطبی با ۸ تا ۲۴ قطب در گرید N42SH یا N45SH استفاده کنید؛ برای موتورهای پله‌ای، از حلقه‌های NdFeB پیوندی با بیش از ۵۰ قطب یا N35SH تف‌جوشی شده برای طرح‌های هیبریدی؛ برای سروو موتورها، از حلقه‌های تف‌جوشی شده با یکنواختی بالا (انحراف شار کمتر از ±۲٪) در N45SH یا N48SH استفاده کنید. همه کاربردهای موتور بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد به گرید SH یا UH نیاز دارند. ریپل گشتاور با آهنرباهای حلقه‌ای ۲ تا ۵٪ در مقابل ۸ تا ۱۵٪ با مجموعه‌های قوس قطعه‌ای است.

بر اساسفناوری فولزنبا توجه به تجربه واقعی تولید ۵۰،۰۰۰ آهنربای حلقه‌ای موتور در ماه، نتایج انتخاب زیر که مستقیماً قابل اجرا هستند، بر اساس نوع موتور ارائه شده است:

نکات کلیدی انتخاب آهنرباهای حلقه‌ای در موتورهای BLDC/پله‌ای/سروو موتور (تعداد قطب‌ها/درجه‌بندی/پوشش/ابعاد معمول)

ماتریس تصمیم‌گیری انتخاب: جدولی اجمالی که نشان می‌دهد برای هر نوع موتور از کدام پیکربندی استفاده شود

استانداردهای ویژه تهیه آهنرباهای موتور خودروهای انرژی نو

حالت‌های خرابی آهنرباهای حلقه‌ای در موتورها و پیشگیری از آنها

مقایسه داده‌های عملکرد: حلقه در مقابل قوس قطعه‌ای

چرا آهنرباهای حلقه‌ای انتخاب پیش‌فرض برای طراحی موتورهای مدرن هستند؟

آهنرباهای حلقه‌ای به تدریج جایگزین مجموعه‌های قوسی قطعه‌ای در روتورهای موتور شده‌اند - که با ریپل گشتاور کمتر، یکپارچگی مکانیکی بهتر و مونتاژ ساده‌تر که هزینه کل روتور را کاهش می‌دهد، هدایت می‌شوند.

در انتخاب آهنربای روتور موتور، صنعت در حال تغییر از آهنرباهای قوسی قطعه‌ای سنتی به آهنرباهای حلقه‌ای یکپارچه است. این روند تصادفی نیست - این نتیجه بهینه‌سازی همزمان در عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه است.

قوس حلقه‌ای در مقابل قوس قطعه‌ای: شکاف عملکرد

مزایای اصلی آهنرباهای حلقه‌ای نسبت به مجموعه‌های قوسی قطعه‌ای:

·موج گشتاور: آهنرباهای چند قطبی حلقه‌ای ۲-۵٪ در مقابل قوس قطعه‌ای ۸-۱۵٪ - موج گشتاور کمتر به معنای عملکرد روان‌تر، نویز کمتر و دقت کنترل موقعیت بهتر است.

·یکپارچگی مکانیکی: آهنرباهای حلقه‌ای قالب‌گیری شده یک تکه هیچ اتصالی ندارند و خطر جدا شدن در حین چرخش با سرعت بالا وجود ندارد. قوس‌های قطعه‌ای نیاز به اتصال چسبی یا تثبیت مکانیکی دارند و خطر خرابی آنها در سرعت‌های بالای 20000 دور در دقیقه وجود دارد.

·ساده‌سازی مونتاژ: آهنرباهای حلقه‌ای در یک مرحله به روتور فشرده می‌شوند؛ قوس‌های قطعه‌ای نیاز به ترازبندی، اتصال و بازرسی قطعه به قطعه دارند - کار مونتاژ 50 تا 70 درصد کاهش می‌یابد

·راندمان مدار مغناطیسی: آهنرباهای حلقه‌ای شار نشتی کمتر از ۱۵٪ دارند؛ قوس‌های قطعه‌ای در محل اتصال ۲۵ تا ۳۰٪ نشتی دارند - با همان جنس، محلول حلقه‌ای شار مؤثر بالاتری ارائه می‌دهد.

یک آستانه هزینه کلیدی وجود دارد: کمتر از ۵۰۰ واحد در ماه، قوس‌های قطعه‌ای ممکن است انعطاف‌پذیرتر باشند (نیازی به فیکسچر مغناطیسی چند قطبی نیست)؛ بالای ۵۰۰ واحد در ماه، مزیت راندمان مونتاژ آهنرباهای حلقه‌ای، استهلاک فیکسچر را جبران می‌کند و در نتیجه هزینه کل کمتر می‌شود.

· برای مشخصات کامل آهنربای حلقه‌ای، بهآهنرباهای حلقه‌ای نئودیمیوم در تمام پیکربندی‌های استاندارد و مخصوص موتور موجود است

 

راهنمای انتخاب آهنربای حلقه‌ای موتور BLDC

موتورهای BLDC بیشترین سهم مصرف آهنربای حلقه‌ای را به خود اختصاص می‌دهند - و پارامترهای انتخاب بین معماری‌های inrunner و outrunner تفاوت قابل توجهی دارند.

موتورهای BLDC (بدون جاروبک DC) بزرگترین کاربرد آهنرباهای حلقه‌ای هستند. در محموله‌های ماهانه Fullzen Technology، آهنرباهای موتور BLDC بیش از 60٪ را تشکیل می‌دهند. با این حال، منطق انتخاب برای طرح‌های inrunner و outrunner کاملاً متفاوت است.

موتورهای BLDC درون‌رانر

موتور BLDC داخلی (Inrunner): استاتور در قسمت بیرونی، روتور (آهنربا) در قسمت داخلی می‌چرخد. معمولاً در فن‌ها، پمپ‌ها، ابزارهای برقی و تجهیزات اتوماسیون صنعتی یافت می‌شود.

·الگوی مغناطیسی پیشنهادی: شعاعی چند قطبی (جهت ID به OD)

·تعداد قطب‌های پیشنهادی: ۸/۱۰/۱۲/۱۴ قطب (۴-۷ جفت قطب)

·گرید توصیه شده: N42SH (دمای عملیاتی <150 درجه سانتیگراد) یا N45SH (در صورت نیاز به چگالی گشتاور بالاتر)

·پوشش پیشنهادی: Ni-Cu-Ni (محافظت استاندارد در برابر زنگ‌زدگی) یا پوشش اپوکسی (محیط‌های مرطوب/شیمیایی)

·محدوده اندازه معمول: قطر خارجی ۱۵-۶۰ میلی‌متر، ضخامت دیواره ۳-۸ میلی‌متر

چرا گرید SH را انتخاب کنیم؟ در موتورهای BLDC درون‌ران، در شرایط استال یا اضافه بار، دمای روتور می‌تواند فوراً به ۱۲۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد برسد. استفاده از استاندارد N42 (حداکثر ۸۰ درجه سانتیگراد) منجر به مغناطیس‌زدایی برگشت‌ناپذیر در این دماها می‌شود. قابلیت دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد گرید SH حاشیه ایمنی کافی را فراهم می‌کند.

در فولزن، بیشترین پیکربندی سفارش داده شده از سوی مشتریان BLDC درون‌ران، آهنربای حلقه‌ای 12 قطبی N42SH است - این ترکیب اکثریت قریب به اتفاق کاربردهای فن و پمپ صنعتی را پوشش می‌دهد.

موتورهای BLDC اوترانر

موتور BLDC مدل Outrunner: روتور (آهنربا) که در قسمت بیرونی و استاتور در قسمت داخلی می‌چرخد. معمولاً در پهپادها، موتورهای محرک مستقیم و موتورهای توپی چرخ خودروهای الکتریکی یافت می‌شود.

الگوی مغناطیسی پیشنهادی: شعاعی چند قطبی (جهت OD به ID، خلاف جهت inrunner)

تعداد قطب‌های پیشنهادی: ۱۲/۱۴/۱۶/۲۴ قطب (۶-۱۲ جفت قطب) — موتورهای outrunner قطر بزرگتری دارند و می‌توانند قطب‌های بیشتری را در خود جای دهند.

· درجه توصیه شده: N42SH یا 42UH (موتورهای توپی چرخ در دماهای بالاتر کار می‌کنند)

· پوشش پیشنهادی: پوشش اپوکسی یا پاریلن (محیط‌های بیرونی/مرطوب)

· محدوده اندازه معمول: قطر خارجی 40-120 میلی‌متر، ضخامت دیواره 3-10 میلی‌متر

· برای آهنرباهای با کارایی بالا برای کاربردهای توان بالا، بهآهنرباهای حلقه‌ای N52 با کارایی بالا برای کاربردهای موتوری دشوار

 

پهپاد و کاربردهای دور بالا

موتورهای پهپاد الزامات خاصی برای آهنرباهای حلقه‌ای دارند:

·تعداد قطب‌ها: معمولاً ۴ تا ۸ قطب (اولویت با سرعت چرخش بالا بر چگالی گشتاور بالا)

·کنترل وزن: آهنرباهای حلقه‌ای با دیواره نازک‌تر را انتخاب کنید تا اینرسی روتور کاهش یابد و در عین حال عملکرد مغناطیسی حفظ شود.

·گرید: N42 یا N45 کافی است (دمای کارکرد پهپاد معمولاً کمتر از ۸۰ درجه سانتیگراد است)، اما غلظت باید به شدت کنترل شود - انحراف شار در همان دسته باید کمتر از ۳٪ باشد.

·پوشش: Ni-Cu-Ni کافی است و وزن کمی اضافه می‌کند.

توصیه‌های درجه‌بندی و پوشش برای BLDC

·BLDC صنعتی استاندارد (فن‌ها/پمپ‌ها/ابزارها): N42SH + Ni-Cu-Ni — بهترین نسبت هزینه-عملکرد

·BLDC با چگالی توان بالا (خودروهای برقی/رباتیک): پوشش اپوکسی N45SH یا 42UH +

·محیط شدید BLDC (دمای بالا/خوردگی): پوشش 40UH + پاریلن

راهنمای انتخاب آهنربای حلقه‌ای موتور پله‌ای

موتورهای پله‌ای الزامات مغناطیسی منحصر به فردی دارند که با BLDC متفاوت است - موتور پله‌ای هیبریدی استاندارد از ساختار پنجه-قطبی ۵۰ قطبی استفاده می‌کند، اما طرح‌های با وضوح بالا به طور فزاینده‌ای آهنرباهای حلقه‌ای چند قطبی را به کار می‌گیرند.

انتخاب آهنربای موتور پله‌ای پیچیده‌تر از BLDC است - زیرا موتورهای پله‌ای در انواع ساختاری مختلفی وجود دارند که هر کدام نیازهای آهنربایی متفاوتی دارند.

موتورهای پله‌ای هیبریدی (استاندارد ۵۰ قطبی)

موتورهای پله‌ای هیبریدی رایج‌ترین نوع موتورهای پله‌ای هستند که از یک روتور با قطب پنجه ۵۰ دندانه در پیکربندی استاندارد استفاده می‌کنند.

·ساختار آهنربا: رویکرد سنتی از یک آهنربای استوانه‌ای مغناطیسی محوری + دو روتور با قطب پنجه استفاده می‌کند، نه یک آهنربای حلقه‌ای

·جایگزین آهنربای حلقه‌ای: برخی از موتورهای پله‌ای هیبریدی با دقت بالا شروع به استفاده از آهنرباهای حلقه‌ای چند قطبی برای جایگزینی ساختارهای قطب پنجه‌ای کرده‌اند که امکان زاویه پله‌های ظریف‌تر (0.9 درجه در هر پله یا بالاتر) را فراهم می‌کند.

·در صورت استفاده از آهنربای حلقه‌ای: NdFeB متخلخل، مغناطش شعاعی ۱۶-۳۲ قطبی، گرید N35SH یا N42SH توصیه می‌شود.

موتورهای پله‌ای آهنربای دائم

موتورهای پله‌ای آهنربای دائمی ساختار ساده‌تری دارند - خود روتور یک حلقه آهنربای چند قطبی است.

نوع آهنربای پیشنهادی: آهنربای حلقه‌ای NdFeB با پیوند ایزوتروپیک (می‌تواند به صورت تزریقی به ساختارهای چند قطبی تبدیل شود)

تعداد قطب‌های پیشنهادی: معمولاً ۲۴ تا ۴۸ قطب - قطب‌های بیشتر به معنای زاویه گام دقیق‌تر است

· گرید: NdFeB پیوند ایزوتروپیک دارای BHmax تقریباً 5-10 MGOe است، عملکرد مغناطیسی کمتری نسبت به تف جوشی دارد، اما برای نیازهای موتور پله‌ای کافی است.

مزیت: آهنرباهای پیوندی را می‌توان مستقیماً با قالب‌گیری تزریقی به ساختارهای چند قطبی تبدیل کرد و نیاز به وسایل مغناطیسی چند قطبی را از بین برد - هزینه کمتر

NdFeB پیوندی در مقابل NdFeB متخلخل برای کاربردهای پله‌ای

· NdFeB پیوندی را در مواقع زیر انتخاب کنید: تعداد قطب‌های بالا بیش از ۲۴ قطب مورد نیاز است، الزامات عملکرد مغناطیسی خیلی زیاد نیست، هزینه‌ها مهم هستند - کاربردهای معمول: اتوماسیون اداری، چاپگرهای سه‌بعدی، موتورهای پله‌ای ماشین‌آلات نساجی

· NdFeB متخلخل را زمانی انتخاب کنید که: چگالی گشتاور بالا مورد نیاز است، دمای عملیاتی بالاتر است، تعداد قطب‌ها زیاد نیست (کمتر از 16 قطب) - کاربردهای معمول: موتورهای پله‌ای در سیستم‌های موقعیت‌یابی دقیق صنعتی

راهنمای انتخاب آهنربای حلقه‌ای سروو موتور

موتورهای سروو به بالاترین کیفیت آهنربا در بین انواع موتورها نیاز دارند - یکنواختی شار، دقت موقعیت قطب و قابلیت اطمینان پوشش از الزامات غیرقابل مذاکره هستند.

موتورهای سروو در بین سه نوع موتور، سخت‌گیرانه‌ترین الزامات مربوط به آهنربای حلقه‌ای را دارند - زیرا سیستم‌های سروو به دنبال کنترل دقیق موقعیت و حداقل ریپل گشتاور هستند. هرگونه ناهمگونی آهنربا مستقیماً در خروجی موتور منعکس می‌شود.

الزامات یکنواختی شار (< ±2%)

آهنرباهای حلقه‌ای سروو موتور به توزیع شار شکاف هوایی بسیار یکنواخت نیاز دارند. به طور خاص:

انحراف قدرت میدان مغناطیسی بین قطب‌های مجاور نباید از ±2% تجاوز کند - که به طور قابل توجهی سخت‌گیرانه‌تر از ±5% در BLDC است.

· الزام به یکنواختی گام قطب < ±0.05 میلی‌متر - گام قطب غیر یکنواخت باعث ایجاد ریپل گشتاور و خطاهای موقعیت می‌شود

· تلورانس شار در همان بچ تا ±3% کنترل می‌شود

در شرکت فولزن تکنولوژی، سفارش‌های مشتریان سروو موتور در یک خط تولید اختصاصی تولید می‌شوند و هر آهنربا قبل از ارسال، توسط پروب هال اسکن می‌شود تا تقارن بین قطبی تأیید شود. هر آهنربایی که الزام یکنواختی ±۲٪ را برآورده نکند، رد می‌شود.

طراحی گشتاور دندانه ای کم

گشتاور دندانه‌ای بزرگترین دشمن سروو موتورها است - باعث ایجاد لرزش و خطاهای موقعیت‌یابی در سرعت‌های پایین می‌شود. اقدامات جانبی آهنربا برای کاهش گشتاور دندانه‌ای:

افزایش تعداد قطب‌ها: حلقه‌های چندقطبی با بیش از ۱۶ قطب، گشتاور دندانه‌ای را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.

· طراحی قطب مورب: محور قطب مغناطیسی با زاویه کمی (معمولاً ۱ تا ۳ درجه) نسبت به محور آهنربا قرار دارد و گشتاور دندانه‌ای را به طور مؤثری هموار می‌کند.

آرایه هالباخ: آرایش مغناطیسی ویژه‌ای که میدان مغناطیسی را در سمت شکاف هوایی تقویت و در سمت روتور تضعیف می‌کند - در سروو موتورهای پیشرفته استفاده می‌شود

· برای مقایسه دقیق الگوهای مغناطیسی، بهراهنمای انتخاب الگوی مغناطیسی 

ادغام رمزگذار و حلقه‌های چند قطبی

موتورهای سروو معمولاً دارای انکودرهای داخلی هستند که برای تشخیص موقعیت روتور به یک حلقه مغناطیسی چند قطبی با دقت بالا نیاز دارند.

تعداد قطب‌های حلقه انکودر معمولاً بیشتر از روتور موتور است: ۳۲/۶۴/۱۲۸/۲۵۶ قطب

الزامات دقت گام قطب حلقه انکودر بسیار بالا است: ±0.02 میلی‌متر

· انتخاب مواد: NdFeB پیوندی ایزوتروپیک (قابل قالب‌گیری تزریقی با هر تعداد قطب) یا NdFeB سینتر شده (عملکرد مغناطیسی بالا اما تعداد قطب‌ها توسط فیکسچر مغناطیسی محدود می‌شود)

توجه: حلقه انکودر و آهنربای روتور موتور معمولاً دو جزء جداگانه هستند که باید جداگانه خریداری شوند.

ماتریس انتخاب نوع موتور

این ماتریس، پارامترهای کلیدی انتخاب برای هر نوع موتور را تجمیع می‌کند - از آن به عنوان نقطه شروع برای بررسی مشخصات و درخواست قیمت خود استفاده کنید.

پارامترها	موتور BLDC روتور داخلی	موتور BLDC روتور بیرونی	موتور پله‌ای PM	سروو موتور	موتور کششی EV
تعداد قطب توصیه شده	۸-۱۴ تیرک	۱۲-۲۴ تیرک	۲۴-۴۸ تیرک	۸-۱۶ تیرک	۸-۱۲ تیرک
درجه توصیه شده	N42SH	N42SH/42UH	NdFeB پیوندی	N45SH/N48SH	40 واحد در ساعت/45 واحد در ساعت
الگوی مغناطیسی شدن	شعاعی چند قطبی	شعاعی چند قطبی	چند قطبی شعاعی / محوری	شعاعی چند قطبی	شعاعی چند قطبی
پوشش توصیه شده	نیکل-مس-نیکل	اپوکسی/پاریلن	نیکل-مس-نیکل/اپوکسی	نیکل-مس-نیکل	اپوکسی/آلومینیوم+پاریلن
OD معمولی	۱۵-۶۰ میلی‌متر	۴۰-۱۲۰ میلی‌متر	20-50 میلی‌متر	30-80 میلی‌متر	60-200 میلی‌متر
یکنواختی شار	±5٪	±5٪	±۸٪	< مثبت/منفی ۲٪	< مثبت/منفی ۳٪
حداکثر دمای عملیاتی	۱۵۰ درجه سانتیگراد (شهرستان)	۱۸۰ درجه سانتیگراد (UH)	۸۰-۱۲۰ درجه سانتیگراد	۱۵۰ درجه سانتیگراد (شهرستان)	۱۸۰-۲۰۰ درجه سانتیگراد
ریپل گشتاور مورد انتظار	۳-۵٪	۳-۵٪	۵-۸٪	۱-۳٪	۲-۴٪

· برای روش‌های محاسبه خاص انتخاب ابعاد، لطفاً بهراهنمای ابعاد

· برای مقایسه کامل پارامترهای درجه، لطفاً بررسی کنیدراهنمای مقایسه درجه

موتورهای خودروهای برقی و انرژی‌های نو: الزامات ویژه

موتورهای کششی خودروهای الکتریکی تحت سخت‌ترین شرایط کار می‌کنند - دمای پایدار بالای ۱۵۰ درجه سانتیگراد، سطح ارتعاش بیش از ۱۰G و عدم تحمل عدم تطابق دسته‌ای

موتورهای کششی خودروهای انرژی نو، سخت‌گیرانه‌ترین الزامات آهنربای حلقه‌ای را دارند. این فقط مربوط به عملکرد بالا نیست - مهم‌تر از آن، صلاحیت‌های زنجیره تأمین و الزامات سیستم کیفیت، مانع ورود به بازار خودروهای برقی هستند.

انطباق با IATF 16949 و PPAP

· IATF 16949 گواهینامه سیستم مدیریت کیفیت صنعت خودرو و پیش‌نیاز ورود به زنجیره تامین خودروهای برقی است.

·PPAP (فرآیند تأیید قطعه تولیدی) از تأمین‌کنندگان می‌خواهد که قبل از تولید انبوه، یک بسته کامل اسناد کیفیت، شامل: نمودار جریان فرآیند، طرح کنترل، گزارش MSA، داده‌های SPC، گزارش ابعادی، گزارش‌های آزمایش مواد/عملکرد، ارائه دهند.

· سطح ۳ PPAP رایج‌ترین سطح ارسال است که نیاز به ارسال نمونه + مستندات کامل دارد.

·در Fullzen Technology، ما تحت سیستم IATF 16949 فعالیت می‌کنیم و از ارسال PPAP سطح 3 پشتیبانی می‌کنیم. از استعلام اولیه تا تأیید PPAP معمولاً به 3 تا 6 ماه هماهنگی نیاز است.

پایداری حرارتی برای عملکرد مداوم تا دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد به بالا

دمای سیم‌پیچ استاتور موتور کششی خودروهای برقی می‌تواند در طول کار مداوم به ۱۵۰ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد برسد؛ دمای سطح آهنربا، اگرچه کمتر است، اما اغلب از ۱۲۰ درجه سانتیگراد فراتر می‌رود.

· گریدهای توصیه شده: 40UH (180°C) یا 45UH (180°C)؛ برای شرایط سخت، 48EH (200°C)

پارامتر کلیدی: وادارندگی (Hcj) در دماهای بالا باید به اندازه کافی بالا باشد تا اطمینان حاصل شود که در شدیدترین شرایط عملیاتی، هیچ مغناطیس‌زدایی برگشت‌ناپذیری رخ نمی‌دهد.

مشتریان خودروهای برقی ما معمولاً نیاز به آزمایش منحنی مغناطیس‌زدایی در دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد دارند - تا تأیید شود که تلفات پسماند آهنربا در حداکثر دمای کارکرد در محدوده قابل قبول است (معمولاً کمتر از ۵٪ لازم است).

قابلیت ردیابی دسته‌ای و کنترل سازگاری

آهنرباهای موتور خودروهای برقی نیاز به قابلیت ردیابی کامل دسته‌ای دارند: از دسته مواد اولیه خاکی کمیاب → دسته پخت → دسته ماشینکاری → دسته مغناطیسی کردن → دسته حمل و نقل، که در هر مرحله کاملاً قابل ردیابی است.

· الزامات سازگاری روان‌ساز: انحراف درون دسته‌ای <±3%، انحراف بین دسته‌ای <±5%

· تلرانس‌های ابعادی: قطر داخلی/خارجی معمولاً ±0.02 میلی‌متر، ضخامت ±0.02 میلی‌متر مورد نیاز است - یک درجه سخت‌تر از کاربردهای صنعتی عمومی

فولزن از کنترل قابلیت فرآیند SPC برای سفارش‌های خودروهای برقی استفاده می‌کند و Cpk مورد نیاز باید بیشتر از ۱.۳۳ باشد. هر دسته با یک گزارش بازرسی کامل (جریان/ابعاد/ظاهر) ارائه می‌شود.

حالت‌های خرابی در کاربردهای موتور و نحوه جلوگیری از آنها

خرابی آهنربای موتور تقریباً همیشه قابل پیشگیری است - چهار علت اصلی رایج عبارتند از: مغناطیس‌زدایی حرارتی، خوردگی، تلفات مکانیکی در سرعت بالا و آسیب مونتاژ.

مغناطیس‌زدایی برگشت‌ناپذیر

مغناطیس‌زدایی برگشت‌ناپذیر رایج‌ترین حالت خرابی برای آهنرباهای موتور است. علل:

دمای عملیاتی بیش از حد مجاز - این عامل ۸۰٪ از شکست‌های مغناطیس‌زدایی است

میدان مغناطیسی معکوس ناشی از واکنش آرمیچر - در طول اضافه بار جریان بالا، میدان مغناطیسی معکوس استاتور می‌تواند از وادارندگی آهنربا فراتر رود.

· شوک یا لرزش مکانیکی - شوک مکانیکی شدید می‌تواند به صورت موضعی هم‌ترازی حوزه مغناطیسی را مختل کند.

اقدامات پیشگیری:

هنگام انتخاب درجه‌بندی دما، یک حاشیه ایمنی ۲۰ تا ۳۰ درجه سانتیگراد در نظر بگیرید - اگر حداکثر دمای عملیاتی ۱۳۰ درجه سانتیگراد است، به جای درجه‌ای که فقط ۱۳۰ درجه سانتیگراد را پوشش می‌دهد، درجه SH (۱۵۰ درجه سانتیگراد) را انتخاب کنید.

· تأیید کنید که Hcj آهنربا در دمای عملیاتی بالاتر از قدرت میدان واکنش آرمیچر باقی می‌ماند - این امر مستلزم ارائه داده‌های FEA توسط مهندس طراح موتور است.

· برای محدودیت‌های دمایی و پارامترهای عملکرد گریدهای مختلف، به راهنمای مقایسه گرید مراجعه کنید.

خوردگی و شکست پوشش

NdFeB به شدت مستعد اکسیداسیون و خوردگی است - بدون پوشش محافظ، زنگ زدگی آشکار در عرض چند روز در محیط های مرطوب ظاهر می شود. در کاربردهای موتوری، خوردگی باعث موارد زیر می شود:

· پودر شدن سطح آهنربا → تخریب عملکرد مغناطیسی → افزایش فاصله هوایی → کاهش راندمان موتور

· پوسته شدن پوشش → آلودگی ناشی از ذرات ریز داخل موتور → گیر کردن یاتاقان یا انکودر

· توصیه‌های انتخاب پوشش:

· محیط‌های داخلی استاندارد: Ni-Cu-Ni (رایج‌ترین، کمترین هزینه، محافظت خوب)

· محیط‌های مرطوب/شیمیایی: پوشش اپوکسی (مقاومت شیمیایی برتر در برابر Ni-Cu-Ni، اما کمی ضخیم‌تر)

· محیط‌های سخت (اسپری نمک/دما و رطوبت بالا): پوشش پاریلن (نازک‌ترین، یکنواخت‌ترین، بهترین محافظت، بالاترین هزینه)

· موتورهای EV: پوشش آلومینیومی + دو لایه پاریلن - متعادل کننده رسانایی حرارتی و محافظت

تلفات مکانیکی در سرعت بالا

در موتورهای پرسرعت (>30000 دور در دقیقه)، آهنرباهای حلقه‌ای تحت تأثیر نیروهای گریز از مرکز عظیمی قرار می‌گیرند. اگر اتصال آهنربا به هسته روتور محکم نباشد، موارد زیر ممکن است رخ دهد:

· شل شدن آهنربا → لرزش → سر و صدا → ساییدگی یاتاقان

· در موارد شدید، پرتاب آهنربا → تخریب موتور

اقدامات پیشگیری:

· طراحی تداخل: تداخل مناسب (معمولاً 0.01-0.03 میلی‌متر) را بین قطر خارجی آهنربا و قطر داخلی روتور حفظ کنید.

· گلدان رزین اپوکسی: فاصله بین آهنربا و روتور را با رزین اپوکسی پر کنید، که هم تثبیت و هم رسانایی حرارتی را فراهم می‌کند.

· نوار فیبر کربنی: موتورهای با سرعت بسیار بالا (>100000 دور در دقیقه) به یک غلاف فیبر کربنی پیچیده شده در اطراف قسمت بیرونی روتور نیاز دارند.

سوالات متداول

س: رایج‌ترین مشخصات آهنربای حلقه‌ای نئودیمیوم برای موتورهای BLDC چیست؟

الف) رایج‌ترین مشخصات برای موتورهای BLDC، یک حلقه NdFeB متخلخل شعاعی مغناطیسی چند قطبی با 8 تا 14 قطب در گرید N42SH یا N45SH و روکش Ni-Cu-Ni است. موتورهای Inrunner معمولاً از 8 تا 12 قطب استفاده می‌کنند؛ موتورهای outrunner از 12 تا 24 قطب استفاده می‌کنند. در Fullzen Technology، N42SH به دلیل تعادل بهینه نیروی مغناطیسی و مقاومت در برابر دمای 150 درجه سانتیگراد، بیش از 60٪ از سفارشات آهنربای حلقه موتور BLDC ما را تشکیل می‌دهد.

س: آیا آهنرباهای حلقه‌ای می‌توانند جایگزین آهنرباهای قوسی قطعه‌ای در طراحی‌های موتور موجود شوند؟

الف) در بیشتر موارد، بله. این سوئیچ معمولاً ریپل گشتاور را از ۸-۱۵٪ به ۲-۵٪ کاهش می‌دهد، یکپارچگی مکانیکی روتور را بهبود می‌بخشد و مونتاژ را ساده می‌کند. محدودیت اصلی اندازه است: آهنرباهای حلقه‌ای برای قطر روتور کمتر از ۱۵۰ میلی‌متر مقرون به صرفه‌تر هستند. برای موتورهای بسیار بزرگ بالای ۲۰۰ میلی‌متر قطر خارجی، قوس‌های قطعه‌ای ممکن است هنوز کاربردی‌تر باشند. در Fullzen Technology، نقطه تقاطع برای مقرون به صرفه بودن معمولاً حدود ۵۰۰ قطعه در ماه است.

س: برای آهنرباهای حلقه‌ای موتور EV به چه گواهینامه‌هایی نیاز دارید؟

الف) آهنرباهای موتور خودروهای برقی نیاز به گواهینامه مدیریت کیفیت IATF 16949، مستندات PPAP و قابلیت ردیابی کامل دسته از مواد اولیه تا محصول نهایی دارند. پایداری حرارتی بسیار مهم است: اکثر موتورهای کششی خودروهای برقی به طور مداوم در دمای 150-180 درجه سانتیگراد کار می‌کنند و به NdFeB با درجه 40UH یا 45UH نیاز دارند. در Fullzen Technology، ما سوابق ردیابی کامل را نگهداری می‌کنیم و از ارسال PPAP سطح 3 برای مشتریان خودرو پشتیبانی می‌کنیم.

س: چگونه از مغناطیس‌زدایی در کاربردهای موتور با دمای بالا جلوگیری می‌کنید؟

الف) سه عامل مانع از مغناطیس‌زدایی می‌شوند: انتخاب صحیح گرید (گرید SH برای ۱۵۰ درجه سانتیگراد، UH برای ۱۸۰ درجه سانتیگراد)، حاشیه وادارندگی کافی (Hcj باید حداقل ۳۰٪ از میدان مغناطیس‌زدایی بیشتر باشد) و طراحی حرارتی که دمای سطح آهنربا را زیر حداکثر دمای نامی گرید نگه دارد. توصیه می‌کنیم قبل از نهایی کردن گرید، آنالیز منحنی مغناطیس‌زدایی را در بدترین حالت دمای عملیاتی موتور انجام دهید.

س: زمان تحویل معمول برای آهنرباهای حلقه‌ای موتور سفارشی چقدر است؟

الف) نمونه‌های استاندارد در اندازه‌های رایج و گرید N42SH ظرف ۷ تا ۱۰ روز ارسال می‌شوند. مشخصات سفارشی با فیکسچرهای مغناطیسی جدید معمولاً برای اولین نمونه‌ها به ۱۵ تا ۲۵ روز زمان نیاز دارند. زمان تحویل تولید انبوه ۱۵ تا ۲۰ روز پس از تأیید نمونه است که به مقدار سفارش و پیچیدگی آن بستگی دارد. حلقه‌های چند قطبی با بیش از ۲۴ قطب به زمان اضافی برای فیکسچر نیاز دارند. در Fullzen Technology، ما موجودی مواد اولیه رایج را برای به حداقل رساندن تغییرپذیری زمان تحویل، حفظ می‌کنیم.