Kaip išvengti U formos magnetų demagnetizacijos aukštoje temperatūroje

U formos neodimio magnetaiužtikrina neprilygstamą magnetinį fokusavimą – kol įkaista. Tokiose srityse kaip varikliai, jutikliai ar pramoninės mašinos, veikiančios aukštesnėje nei 80 °C temperatūroje, negrįžtamas demagnetizavimas gali sutrikdyti veikimą. Kai U formos magnetas praranda vos 10 % savo srauto, koncentruotas laukas jo tarpe suyra ir sistema sugenda. Štai kaip apginti savo dizainą:

Kodėl karštis greičiau sunaikina U magnetus

Neodimio magnetai demagnetizuojasi, kai šiluminė energija sutrikdo jų atomų išsidėstymą. U formos magnetams kyla unikalių pavojų:

• Geometrinis įtempis: lenkimas sukuria vidinius įtempimo taškus, pažeidžiamus šiluminio plėtimosi.
• Srauto koncentracija: didelis lauko tankis tarpelyje pagreitina energijos nuostolius esant aukštesnei temperatūrai.
• Asimetrinis gedimas: viena koja demagnetizuojasi anksčiau nei kita, todėl magnetinė grandinė išsibalansuoja.

5 taškų gynybos strategija

1. Medžiagos pasirinkimas: pradėkite nuo tinkamos rūšies

Ne visi NdFeB yra vienodi. Pirmenybę teikite didelio koercinio krūvio (H serijos) rūšims:

2. Šiluminė apsauga: nutraukite šilumos kelią

Atvejo analizėServo variklių gamintojas sumažino U formos magnetų gedimus 92 %, pridėjęs 0,5 mm žėručio tarpiklius tarp ričių ir magnetų.

3. Magnetinės grandinės konstrukcija: pergudraukite termodinamiką

• Srauto laikikliai: plieninės plokštės U formos tarpelyje palaiko srauto kelią terminio šoko metu.
• Dalinis įmagnetėjimas: paleiskite magnetus 70–80 % pilno įsotinimo, kad liktų „laisvos vietos“ šiluminiam dreifui.
• Uždaros kilpos modeliai: į plieninius korpusus įterpkite U formos magnetus, kad sumažintumėte oro poveikį ir stabilizuotumėte srautą.

"Gerai suprojektuotas laikiklis 40 % sumažina demagnetizacijos riziką esant 150 °C temperatūrai, palyginti su plikais U magnetais."
– IEEE Magnetikos sandoriai

4. Veiklos apsaugos priemonės

• Mažinimo kreivės: Niekada neviršykite konkrečios klasės temperatūros ribų (žr. toliau pateiktą lentelę).
• Terminis stebėjimas: įrenkite jutiklius šalia U formos kojų, kad gautumėte įspėjimus realiuoju laiku.
• Venkite ciklinio jungimo: greitas kaitinimas / aušinimas sukelia mikroįtrūkimus → greitesnį demagnetizavimą.

Mažinimo kreivės pavyzdys (N40SH klasė):

Br nuostolis │ 0% │ 8% │ 15% │ 30%*

5. Pažangios dangos ir klijavimas

• Epoksidinės dervos sutvirtinimai: užpildo mikroįtrūkimus dėl šiluminio plėtimosi.
• Aukštos temperatūros dangos: Parylene HT (≥400 °C) pagerina standartinę NiCuNi dangą aukštesnėje nei 200 °C temperatūroje.
• Klijų pasirinkimas: naudokite stiklo pluoštu užpildytas epoksidines dervas (darbinė temperatūra >180 °C), kad magnetas neatsiskirtų.

Raudonos vėliavėlės: ar jūsų U magnetas neveikia?

Ankstyvosios stadijos demagnetizacijos nustatymas:

1. Lauko asimetrija: >10 % srauto skirtumas tarp U formos kojų (matuokite Holo zondu).
2. Temperatūros svyravimas: magnetas jaučiasi karštesnis už aplinką – rodo sūkurinių srovių nuostolius.
3. Našumo sumažėjimas: varikliai praranda sukimo momentą, jutikliai rodo poslinkį, separatoriai nepastebi geležies priemaišų.

Kai prevencija nepavyksta: gelbėjimo taktika

1. Pakartotinis įmagnetinimas: galimas, jei medžiaga nėra struktūriškai pažeista (reikalingas >3T impulsinis laukas).
2. Pakartotinis padengimas: Nuimkite korozijos pažeistą dangą, vėl užtepkite aukštos temperatūros dangą.
3. Pakeitimo protokolas: Pakeiskite SH/UH klasėmis + terminio atnaujinimo parinktimis.

Laimėjimo formulė

Aukšta HCI klasė + terminis buferis + išmanioji grandinės konstrukcija = karščiui atsparūs U formos magnetai

U formos neodimio magnetai klesti atšiaurioje aplinkoje, kai:

1. Jei temperatūra aukštesnė nei 120 °C, rinkitės SH/UH klases.
2. Izoliuoti nuo šilumos šaltinių oro/keraminėmis užtvaromis
3. Stabilizuokite srautą laikikliais arba korpusais
4. Stebėkite temperatūrą tarpelyje