Magnetizzazione assiale, radiale o multipolare: come scegliere il modello giusto

Risposta rapida:Per i magneti ad anello al neodimio, la magnetizzazione assiale è adatta ad applicazioni di semplice fissaggio e accoppiamento; la magnetizzazione radiale (da interno a esterno) è standard per i motori BLDC e PMSM dove le linee di campo devono attraversare l'intercapedine d'aria; la magnetizzazione radiale multipolare (da 8 a 72 poli) è quella predefinita per motori di precisione ed encoder. L'utilizzo della magnetizzazione radiale è superiore del 15-20% rispetto a quella assiale. Il numero di poli è limitato dalla larghezza minima dell'arco polare (tipicamente 3 mm) e dalle capacità del dispositivo di magnetizzazione.

Questo articolo, basato su dati di produzione reali daFullzen TechnologyWorkshop sulla magnetizzazione: ti aiuta a risolvere i problemi principali nella scelta della direzione di magnetizzazione.

Differenze nella distribuzione del campo tra quattro modalità di magnetizzazione: assiale, diametrale, radiale e multipolare (non solo definizioni, ma confronti quantitativi).

Matrice decisionale tipo di motore-modalità di magnetizzazione: quale scegliere per BLDC/PMSM/passo-passo/encoder

Basi quantitative per la selezione del numero di poli: relazioni tra numero di poli e densità di coppia, coppia di cogging ed efficienza.

Dati reali sui costi e sui tempi di consegna dei dispositivi di magnetizzazione.

Procedure standard di controllo qualità dopo la magnetizzazione

Principi di base della magnetizzazione: perché la direzione è importante per i magneti ad anello

La direzione di magnetizzazione non è una scelta da effettuare in fase di post-produzione: viene determinata durante la fase di pressatura e non può essere modificata successivamente. Comprenderlo in anticipo consente di evitare costose riprogettazioni.

Come viene impostata la magnetizzazione durante la produzione

Molti ritengono che la direzione di magnetizzazione sia determinata durante la fase di magnetizzazione. In realtà, non è così. Nel caso dei magneti ad anello in neodimio sinterizzato, l'orientamento dei domini viene bloccato durante la fase di pressatura mediante l'applicazione di un campo magnetico esterno: questa è la caratteristica distintiva dei materiali anisotropi.

Ecco la procedura completa:

Fase di stampa:Nello stampo viene applicato un campo magnetico di orientamento per allineare l'asse di facile magnetizzazione dei grani di Nd₂Fe₁₄B alla direzione desiderata.

Fase di sinterizzazione:La densificazione ad alta temperatura "congela" l'orientamento cristallino nel pezzo grezzo.

Stadio di magnetizzazione:Un campo magnetico pulsato e intenso riorienta tutti i domini nella posizione corretta: se l'orientamento e le direzioni di magnetizzazione coincidono, si ottengono prestazioni magnetiche ottimali.

Per questo motivo, la direzione di magnetizzazione deve essere specificata al momento dell'ordine: l'orientamento dello stampo viene personalizzato in base alle vostre esigenze. Una volta completata la sinterizzazione, l'orientamento non può essere modificato.

Anisotropo vs. isotropo: cosa significa per il tuo progetto

Prima di selezionare una modalità di magnetizzazione, è necessario comprendere le classificazioni di base dei materiali:

NdFeB sinterizzato anisotropico:Le prestazioni magnetiche sono ottimali lungo l'asse di orientamento; le prestazioni diminuiscono drasticamente oltre i 30° di deviazione. Adatto per magnetizzazione assiale, radiale, diametrale e di altre direzioni.

NdFeB legato isotropicamente:Nessuna direzione di orientamento preferenziale; può essere magnetizzato in qualsiasi direzione, ma il prodotto energetico massimo è inferiore del 30-40% rispetto al materiale sinterizzato. Adatto per configurazioni di magnetizzazione multipolari e complesse.

NdFeB isotropico stampato a iniezione:Prestazioni magnetiche minime, ma può essere stampato a iniezione in forme complesse e supporta la post-magnetizzazione. Adatto a geometrie speciali.

Presso Fullzen Technology, oltre l'85% delle spedizioni mensili di magneti ad anello è costituito da magneti anisotropi sinterizzati in NdFeB, poiché i clienti del settore motori richiedono le massime prestazioni magnetiche. I magneti incollati sono utilizzati principalmente per gli anelli degli encoder multipolari.

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I quattro modelli di magnetizzazione per i magneti ad anello

I magneti ad anello supportano quattro distinti schemi di magnetizzazione, ognuno dei quali produce una distribuzione del campo magnetico fondamentalmente diversa, che determina le applicazioni in cui possono essere impiegati efficacemente.

Magnetizzazione assiale (su singolo asse attraverso lo spessore)

Il campo magnetico si sviluppa lungo l'asse (spessore) del magnete ad anello, con il polo nord su una faccia terminale e il polo sud sull'altra. Questo è il metodo di magnetizzazione più semplice ed economico.

Caratteristiche:

Il campo attraversa l'intera direzione dello spessore; le linee di flusso corrono da una faccia terminale all'altra.

Il dispositivo di magnetizzazione più semplice: due piastre parallele sono sufficienti.

Resa superiore al 98% grazie alla facilità di controllo della direzione del campo.

Buona uniformità del campo superficiale, adatta a scenari che richiedono un'attrazione uniforme.

Applicazioni tipiche:Accoppiamento magnetico, dispositivi di fissaggio, serrature magnetiche per porte, sensori semplici. Raramente utilizzato nei motori perché il campo assiale non può attraversare efficacemente l'intercapedine d'aria per azionare la rotazione del rotore.

Magnetizzazione diametrale (sezione trasversale)

Il campo magnetico si estende lungo la direzione del diametro del magnete ad anello, con N da un lato e S dal lato opposto. Nota: questa configurazione è relativamente rara nei magneti ad anello ed è più tipica dei magneti cilindrici/a disco.

Caratteristiche:

Il campo magnetico attraversa la sezione trasversale; le linee di flusso viaggiano da un lato dell'anello al lato opposto.

Richiede un dispositivo di magnetizzazione diametrale dedicato, il cui costo è da 3 a 5 volte superiore rispetto a quello assiale.

Nei magneti ad anello, la magnetizzazione diametrale offre un utilizzo del campo inferiore rispetto alla magnetizzazione radiale.

La magnetizzazione diametrale è raramente utilizzata nei magneti ad anello. Se l'applicazione richiede un campo magnetico trasversale, la magnetizzazione radiale (dal diametro interno al diametro esterno) è solitamente la scelta migliore. La magnetizzazione diametrale è utilizzata principalmente nei magneti cilindrici.

Magnetizzazione radiale (da interno a esterno)

Il campo magnetico si sviluppa radialmente, dal diametro interno (ID) al diametro esterno (OD), oppure da OD a ID. Questo è il metodo di magnetizzazione più comune per i magneti ad anello utilizzati nei motori.

Caratteristiche:

Le linee di flusso emergono dal foro, attraversano l'intercapedine d'aria e raggiungono la superficie esterna, adattandosi perfettamente alla struttura del circuito magnetico del motore.

La magnetizzazione radiale offre un utilizzo dell'energia magnetica superiore del 15-20% rispetto a quella assiale, poiché la direzione del campo si allinea con il percorso del flusso nell'intercapedine d'aria.

Richiede un dispositivo di magnetizzazione dedicato da diametro interno a diametro esterno, con un nucleo polare interno inserito nel foro e un manicotto polare esterno che avvolge il diametro esterno.

La difficoltà e il costo della magnetizzazione sono superiori a quelli della magnetizzazione assiale (la complessità del dispositivo di fissaggio è da 5 a 20 volte maggiore).

Applicazioni tipiche:Motori BLDC, motori PMSM, servomotori, generatori, accoppiatori magnetici. Presso Fullzen Technology, la magnetizzazione radiale rappresenta oltre il 70% degli ordini provenienti dai clienti del settore motori.

Per informazioni complete su specifiche e capacità dei magneti ad anello a magnetizzazione radiale, consultare il nostromagneti ad anello a magnetizzazione radiale per applicazioni motoristiche.

Magnetizzazione multipolare (NS alternata)

I poli N e S si alternano lungo la circonferenza del magnete ad anello, formando più coppie di poli. Questa è la configurazione standard per motori e encoder di precisione.

Caratteristiche:

I poli si alternano lungo la circonferenza: NSNS..., con un numero di coppie di poli (4 poli) che varia da 2 a 36 coppie di poli (72 poli).

Un maggior numero di poli si traduce in una frequenza di campo del traferro più elevata, una minore ondulazione della coppia e una maggiore risoluzione dell'encoder.

Ogni numero di poli richiede un dispositivo di magnetizzazione dedicato: un numero maggiore di poli implica una progettazione e una produzione del dispositivo più complesse.

Può essere implementata come magnetizzazione radiale multipolare (alternanza ID-OD) o magnetizzazione assiale multipolare (alternanza tra le facce terminali).

Applicazioni tipiche:Rotori di motori BLDC/PMSMencoder magnetici, motori a coppia, motori a trasmissione diretta. Presso Fullzen, i conteggi di poli più comuni per i magneti ad anello multipolari sono 8/10/12/14/16/24/32/48/64/72 poli.

Confronto dei modelli di magnetizzazione: dati prestazionali

La tabella seguente riassume i principali parametri prestazionali che gli ingegneri devono confrontare quando selezionano uno schema di magnetizzazione per la loro applicazione.

Parametro	Assiale	Diametrico	Radiale (coppia di poli singoli)	Radiale multipolare
Direzione del campo	Spessore (faccia N→faccia S)	Sezione trasversale	ID → OD	NS alternato circonferenziale
Utilizzo dell'energia magnetica	Linea di base (100%)	~80-85%	15–20% superiore rispetto all'asse assiale	Uguale al radiale, con una leggera perdita multipolare
Complessità del dispositivo	Il più basso (piastre parallele)	Medio (diametro delle piastre)	Alto (nuclei polari ID-OD)	Massima potenza (nuclei multipolari)
Livello di costo fisso	$	$$	$$-$$$	$$$-$$$$
Prodotto	>98%	>95%	>93%	>90% (diminuisce con l'aumentare dei poli)
Conteggio tipico dei pali	1 coppia (2 pali)	1 coppia (2 pali)	1 coppia (2 pali)	4–36 coppie (8–72 poli)
Tempi di consegna (compreso l'allestimento)	Standard	+3-5 giorni	+5-7 giorni	+7-14 giorni
Idoneità del motore	Basso	Basso (non adatto per anelli)	Alto	Più alto
Idoneità dell'encoder	Non adatto	Non adatto	Bassa risoluzione	Alta risoluzione

 

Questi dati rivelano un fatto fondamentale: sebbene la magnetizzazione radiale (inclusa quella multipolare) comporti costi di installazione più elevati e tempi di consegna più lunghi, il suo utilizzo dell'energia magnetica e la sua compatibilità con i motori superano di gran lunga quelli della magnetizzazione assiale. Per questo motivo, tra i clienti di motori di Fullzen, oltre il 70% sceglie la magnetizzazione radiale o multipolare.

[Nota] I livelli di costo degli apparecchi sono riferimenti relativi. I costi effettivi dipendono dal diametro esterno dell'anello, dallo spessore della parete e dal numero di poli. Un apparecchio multipolare a 8 poli per un diametro esterno di 30 mm costa approssimativamente tra 800 e 1.200 dollari; un apparecchio a 24 poli per un diametro esterno di 60 mm costa approssimativamente tra 2.500 e 4.000 dollari.

Tipo di motore → Schema di magnetizzazione: la matrice decisionale

Questa matrice associa le architetture di motori più comuni al loro schema di magnetizzazione ottimale, sulla base dei dati di produzione di Fullzen Technology.

Questo è ciò che quasi nessun concorrente offre: una matrice decisionale semplice e intuitiva da seguire direttamente. Le diverse architetture dei motori hanno requisiti completamente diversi per la modalità di magnetizzazione; una scelta errata non solo riduce le prestazioni, ma impedisce semplicemente il funzionamento del motore.

Motori BLDC inrunner

Motori BLDC inrunner:Lo statore si trova all'esterno, mentre il rotore (magneti) ruota all'interno.

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione radiale multipolare (direzione ID-OD, alternata NS)

Conteggio tipico dei pali:8/10/12/14 pali (4–7 coppie di pali)

Motivo:Il campo radiale attraversa direttamente l'intercapedine d'aria, sincronizzandosi con il campo rotante generato dagli avvolgimenti dello statore. Un numero maggiore di poli produce una minore ondulazione della coppia.

Quota di mercato di Fullzen: tra i clienti di motori BLDC inrunner, il 95% sceglie la magnetizzazione radiale multipolare.

Motori outrunner BLDC

Motori BLDC outrunner:Rotore (magneti) che ruota all'esterno, statore all'interno. Comune nei droni e nelle applicazioni a trasmissione diretta a bassa velocità.

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione radiale multipolare (direzione OD-ID, alternata NS - opposta ai condotti interni)

Conteggio tipico dei pali:12/14/16/24 poli (6–12 coppie di poli)

Motivo:I magneti del motore outrunner circondano lo statore; il campo radiale si estende da OD a ID, allineandosi nuovamente con il percorso del flusso nel traferro.

Nota: il numero di pali è in genere superiore di 2-4 rispetto ai rulli interni, poiché i rulli esterni hanno diametri maggiori e possono ospitare più pali.

Motori sincroni a magneti permanenti e servomotori

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione radiale multipolare (in applicazioni di fascia alta possono essere utilizzati array di Halbach)

Conteggio tipico dei pali:8/10/12 pali

Matrice di Halbach:Una speciale configurazione di magnetizzazione che amplifica il campo da un lato e lo annulla dall'altro. Adatta a servomotori con requisiti di densità di coppia estremamente elevati.

Funzionalità Fullzen:Supporta la magnetizzazione con matrice di Halbach, con diametro esterno minimo di 25 mm e massimo di 120 mm.

Motori passo-passo

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione radiale multipolare

Conteggio tipico dei pali:50 denti (100 poli) è lo standard per la costruzione di motori passo-passo ibridi.

Nota:Le strutture del rotore dei motori passo-passo sono piuttosto particolari: in genere non si tratta di semplici magneti ad anello, bensì di strutture a poli dentati con artigli. Tuttavia, alcuni motori passo-passo a magneti permanenti di fascia alta utilizzano magneti ad anello multipolari.

Encoder magnetici e sensori di posizione

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione radiale multipolare (o anelli multipolari NdFeB legati)

Conteggio tipico dei pali:32/64/128/256 poli: il numero di poli determina direttamente la risoluzione dell'encoder.

Selezione dei materiali:Gli anelli encoder ad alto numero di poli utilizzano in genere magneti NdFeB legati isotropicamente perché i materiali legati possono essere stampati a iniezione e magnetizzati liberamente senza i vincoli dell'orientamento di pressatura.

Parametri chiave:Precisione angolare tra i poli <0,5°, purezza sinusoidale della forma d'onda del campo magnetico >99%.

[Nota] I requisiti di precisione per gli anelli encoder sono di gran lunga superiori a quelli per i magneti dei motori. In Fullzen, gli anelli encoder vengono prodotti su una linea di produzione dedicata, con una tolleranza del passo polare controllata entro ±0,02 mm.

Motori a flusso assiale (applicazioni emergenti)

Modalità di magnetizzazione consigliata:Magnetizzazione assiale o magnetizzazione assiale multipolare

Spiegazione:I motori a flusso assiale (motori a disco) hanno una direzione del circuito magnetico diversa rispetto ai motori a flusso radiale: il campo scorre assialmente attraverso l'intercapedine d'aria. Questi motori stanno registrando una rapida crescita nei veicoli a energia alternativa e nella robotica.

Stato attuale:Fullzen ha iniziato a fornire campioni di magneti ad anello multipolari assiali ai clienti di motori a flusso assiale, con un intervallo di diametro esterno compreso tra 40 e 200 mm.

Selezione del numero di pali: di quanti pali hai effettivamente bisogno?

Il numero di poli influisce direttamente sulla densità di coppia, sulla coppia di cogging e sulla risoluzione dell'encoder, ma esistono limiti fisici basati sul diametro dell'anello e sulla larghezza minima dell'arco polare.

Un numero maggiore di poli su un anello multipolare non è sempre sinonimo di qualità. La scelta del numero di poli richiede un equilibrio tra tre fattori: densità di coppia, coppia di cogging e limiti fisici.

Numero di poli vs densità di coppia

Effetto dell'aumento del numero di poli sulla densità di coppia:

Da 4 poli a 8 poli: la densità di coppia aumenta di circa il 12-18%.

Da 8 poli a 16 poli: la densità di coppia aumenta di circa l'8-12%.

Da 16 poli a 24 poli: la densità di coppia aumenta di circa il 5-8%.

Oltre i 24 poli: il miglioramento si arresta; subentrano i rendimenti decrescenti.

Lo schema è chiaro: il vantaggio maggiore si ottiene passando da un numero inferiore di pali a uno superiore. 8 pali sono nettamente migliori di 4 pali, ma 24 pali sono solo marginalmente migliori di 16 pali.

Numero di poli vs coppia di cogging

La coppia di riluttanza, ovvero l'ondulazione di coppia quando il motore non è alimentato, causa direttamente vibrazioni e rumore a basse velocità. Un numero maggiore di poli riduce la coppia di riluttanza:

4 poli:Coppia di cogging massima; adatta per applicazioni con bassi requisiti di fluidità.

8–12 pali:Coppia di cogging notevolmente ridotta; copre la maggior parte delle applicazioni BLDC.

16+ pali:Coppia di cogging estremamente bassa; adatta per servomotori di precisione e azionamenti diretti a bassa velocità.

L'effetto del numero di poli sulla coppia di cogging è più pronunciato rispetto al suo effetto sulla densità di coppia: ecco perché molti clienti scelgono di aumentare il numero di poli quando ottimizzano la fluidità del motore.

Vincoli sul numero massimo di poli

Il numero di poli non può essere aumentato arbitrariamente; si applicano tre vincoli fisici:

Larghezza minima dell'arco del palo:Ciascun polo richiede una larghezza dell'arco di almeno 3 mm (per NdFeB sinterizzato). Al di sotto di questo valore, la magnetizzazione diventa irregolare e l'intensità del campo instabile.

Vincolo OD:Numero di poli × larghezza dell'arco del polo ≤ π × diametro esterno. Ad esempio, un anello con diametro esterno di 30 mm ha una circonferenza esterna di ≈94 mm, consentendo un massimo di circa 31 poli, ma tenendo conto degli spazi tra i poli, il limite pratico è di 20-24 poli.

Precisione del dispositivo di magnetizzazione:Un numero maggiore di pali richiede una maggiore precisione di posizionamento per ciascun nucleo del palo nell'impianto. Oltre i 24 pali, i costi dell'impianto aumentano notevolmente.

Presso Fullzen Technology, raccomandiamo 8-16 poli per diametri esterni inferiori a 30 mm, 12-24 poli per diametri esterni compresi tra 30 e 60 mm e 16-32 poli per diametri esterni compresi tra 60 e 100 mm. Le applicazioni che superano i 32 poli richiedono una valutazione di fattibilità individuale.

[Nota] Il limite superiore del numero di poli è influenzato anche dallo spessore della parete. Gli anelli a parete sottile (spessore della parete <3 mm) hanno limiti di numero di poli inferiori a causa della maggiore dispersione del flusso tra i poli. Per calcoli specifici, si prega di contattare il nostro team di ingegneri.

Processo di magnetizzazione: cosa accade dietro le quinte

La fase di magnetizzazione è l'ultima e più irreversibile fase della produzione di magneti ad anello: ecco cosa accade nel nostro laboratorio e come influisce su tempi e costi.

Progettazione e costi dei dispositivi di magnetizzazione

Il dispositivo di magnetizzazione è il componente più critico nel processo di magnetizzazione. Metodi di magnetizzazione differenti corrispondono a strutture di dispositivo differenti:

Dispositivo di magnetizzazione assiale:Due piastre di rame parallele: struttura più semplice, costo più basso (100-300 dollari). Buona versatilità; i componenti possono essere condivisi tra diverse classi di qualità delle stesse dimensioni.

Dispositivo di magnetizzazione radiale:Struttura con nucleo polare interno e manicotto polare esterno, che richiede una concentricità precisa (<0,05 mm). Costo: da 600 a 2.000 dollari (a seconda delle dimensioni).

Dispositivo di magnetizzazione multipolare:Ogni palo corrisponde a un nucleo centrale indipendente; un maggior numero di pali implica una maggiore complessità. Apparecchio a 8 pali: $800–1.200; a 24 pali: $2.500–4.000; con 48 o più pali: $5.000–8.000+.

Le attrezzature rappresentano un investimento una tantum: se l'ordine richiede una produzione continuativa con lo stesso numero di poli, il costo dell'attrezzatura si ammortizza in un costo unitario molto basso. Nelle fasi pilota, consigliamo di iniziare con un numero inferiore di poli per convalidare il progetto del circuito magnetico.

Parametri di magnetizzazione degli impulsi

La magnetizzazione è il processo che utilizza un campo magnetico intenso e istantaneo per orientare tutti i domini magnetici nella direzione desiderata. Parametri chiave:

Intensità del campo:Per ottenere la magnetizzazione completa, è necessario superare la coercitività intrinseca del materiale (Hcj). N42 richiede >955 kA/m; 42SH richiede >1.710 kA/m.

Larghezza dell'impulso:In genere da 0,5 a 5 ms, a seconda del volume e del materiale del magnete.

Criterio di saturazione:Misurare il flusso dopo la magnetizzazione; se la deviazione dal valore standard supera il 3%, la magnetizzazione è insufficiente ed è necessario aumentare l'energia dell'impulso.

Nel reparto di magnetizzazione di Fullzen Technology utilizziamo un magnetizzatore a impulsi da 5.000 V / 1.000.000 μF, in grado di soddisfare i requisiti di magnetizzazione per gradi da N35 a 50EH e da 2 a 72 poli.

Differenze di magnetizzazione degli anelli sinterizzati, incollati e stampati a iniezione

I processi di magnetizzazione differiscono in modo significativo tra i tre tipi di materiale:

NdFeB sinterizzato (anisotropico): richiede campi pulsati estremamente intensi (>3 T) per la magnetizzazione completa. La direzione di orientamento viene stabilita durante la pressatura; la direzione di magnetizzazione deve essere allineata con la direzione di orientamento. Magnetizzazione irreversibile dopo la magnetizzazione.

NdFeB legato (isotropico): nessuna direzione di orientamento preferenziale; può essere magnetizzato in qualsiasi direzione. Richiede una minore intensità del campo magnetizzante (>1,5 T); la magnetizzazione multipolare consente di ottenere facilmente configurazioni complesse. Tuttavia, il prodotto energetico massimo è inferiore del 30-40% rispetto a quello sinterizzato.

NdFeB stampato a iniezione (isotropico): prestazioni magnetiche più basse (BHmax ≈5–10 MGOe), ma può essere stampato a iniezione in forme complesse e magnetizzato successivamente. Adatto per forme irregolari e anelli multipolari ultrasottili.

La scelta del materiale per l'anello magnetizzante dipende dalle priorità dell'applicazione in termini di prestazioni magnetiche e complessità del modello di magnetizzazione. Per prestazioni elevate, scegliete il materiale sinterizzato; per modelli complessi, scegliete il materiale incollato.

Controllo qualità dopo la magnetizzazione

Ogni anello magnetizzato deve superare un controllo di qualità prima della spedizione: ecco i tre metodi standard che utilizziamo presso Fullzen Technology e cosa verifica ciascuno di essi.

Misurazione della bobina di Helmholtz (flusso totale)

La bobina di Helmholtz misura il flusso magnetico totale del magnete: è il metodo più fondamentale per verificare la completa magnetizzazione.

Principio:Posiziona il magnete all'interno della bobina di Helmholtz, misura la tensione indotta e calcola il flusso totale.

Scopo:Verificare che la magnetizzazione abbia raggiunto la saturazione e che i valori di flusso rientrino nella tolleranza (tipicamente ±5%).

Limitazione:Può misurare solo il flusso totale; non può determinare se la distribuzione del campo è uniforme o se esiste simmetria tra i poli.

Ogni magnete Fullzen deve superare il test della bobina di Helmholtz prima della spedizione: questo è il primo passo del nostro processo standard di controllo qualità.

Scansione con sonda di Hall (distribuzione del campo)

La scansione con sonda di Hall misura la distribuzione del campo magnetico sulla superficie del magnete, un aspetto particolarmente importante per gli anelli multipolari.

Principio:Una sonda di Hall ruota e scansiona la superficie del magnete, registrando l'intensità del campo in ogni posizione angolare.

Scopo:Verificare la simmetria tra i poli, la forma d'onda del campo (purezza sinusoidale/quadra) e la coerenza del passo polare negli anelli multipolari.

Indicatore chiave:La deviazione del campo tra poli adiacenti non deve superare ±3%; gli anelli encoder richiedono ±1%.

I clienti di encoder in genere richiedono report di scansione con sonda Hall. Per Fullzen, questo è un elemento standard del controllo qualità per gli anelli degli encoder.

Metodo della polvere di ferro (controllo visivo rapido)

Il metodo della polvere di ferro è il metodo di ispezione qualitativa più intuitivo: la polvere di ferro sparsa sulla superficie del magnete si allinea lungo le linee di flusso, rivelando direttamente la distribuzione del campo.

Scopo:Verifica rapida che la direzione di magnetizzazione sia corretta, che il numero di poli sia corretto e che non vi siano difetti di magnetizzazione evidenti.

Limitazione:Analisi puramente qualitativa; non fornisce valori numerici. La precisione è di gran lunga inferiore a quella della scansione con sonda di Hall.

Il metodo della polvere di ferro viene tipicamente utilizzato per l'ispezione del primo articolo e la selezione rapida sulla linea di produzione; non è adatto per il controllo qualità in uscita, ma è eccellente per l'ispezione in entrata e la rapida conferma post-magnetizzazione.

FAQ

D: È possibile rimagnetizzare un magnete ad anello in una direzione diversa dopo la magnetizzazione iniziale?

R: No. Per i magneti ad anello in NdFeB sinterizzato, l'orientamento magnetico viene determinato durante la fase di pressatura. Una volta magnetizzati, rimagnetizzare in una direzione diversa non è possibile perché i domini magnetici sono già allineati. Se è necessario cambiare la direzione di magnetizzazione, è necessario ordinare nuovi magneti con l'orientamento corretto specificato prima della pressatura. Noi di Fullzen Technology confermiamo la direzione di magnetizzazione già in fase di revisione del disegno per evitare questo problema.

D: Quanti poli può supportare un magnete ad anello con diametro esterno di 30 mm?

A: Un magnete ad anello con diametro esterno di 30 mm può in genere supportare fino a 16-20 poli, a seconda dello spessore della parete e della larghezza minima dell'arco polare. Con un arco polare minimo di 3 mm, la circonferenza esterna consente circa 31 poli al massimo, ma vincoli pratici (precisione del dispositivo di magnetizzazione, spessore della parete e dispersione del flusso tra i poli) limitano la maggior parte dei progetti a 16-20 poli. Si consiglia di confermare il numero di poli con il nostro team di ingegneri prima di ordinare i dispositivi.

D: Perché la magnetizzazione radiale è più costosa di quella assiale?

A: La magnetizzazione radiale richiede un dispositivo di fissaggio personalizzato che generi un forte campo radiale dal diametro interno a quello esterno, la cui progettazione e realizzazione sono più complesse rispetto a un semplice dispositivo di fissaggio a piastra assiale. I dispositivi di fissaggio radiali costano in genere da 5 a 20 volte di più rispetto a quelli assiali (da 600 a oltre 6.000 dollari, a seconda delle dimensioni dell'anello e del numero di poli). Inoltre, la magnetizzazione radiale ha un tasso di resa inferiore (in genere 90-95% contro oltre il 98% per la magnetizzazione assiale) a causa dei maggiori requisiti di intensità del campo e della precisione di allineamento necessari.

D: Qual è il modello di magnetizzazione migliore per i motori BLDC?

A: Per la maggior parte dei motori BLDC, la magnetizzazione radiale multipolare è la scelta standard. I motori BLDC inrunner utilizzano in genere da 8 a 14 poli; i motori outrunner ne utilizzano da 12 a 24. La direzione del campo radiale (da interno a esterno) si allinea con il percorso del flusso nel traferro, garantendo un utilizzo superiore del 15-20% rispetto alla magnetizzazione assiale. Presso Fullzen Technology, oltre il 70% degli ordini di motori dei nostri clienti specifica la magnetizzazione radiale multipolare.

D: Qual è la temperatura massima di esercizio per i magneti ad anello multipolari?

A: I magneti ad anello multipolari rispettano gli stessi limiti di temperatura dei magneti ad anello standard: i gradi N35–N45 funzionano fino a 80 °C, mentre i gradi SH resistono a 150 °C e i gradi UH a 180 °C. Tuttavia, gli anelli multipolari presentano un rischio maggiore di smagnetizzazione ad alte temperature perché le sezioni polari sottili hanno una minore resistenza all'autosmagnetizzazione. Per applicazioni con motori a temperature superiori a 120 °C, si consiglia di utilizzare i gradi 38SH o 40UH anziché il grado standard N42.