Aksiālā un diametrālā magnetizācija: kurā virzienā izvēlēties diska magnētu?

Izvēlotiesneodīma diska magnētsprasa ņemt vērā ne tikai diametru, biezumu un magnētisko pakāpi. Lielākajai daļai sensoru un motoru mezglu magnetizācijas orientācija tieši nosaka, vai jūsu konstrukcija var nodrošināt paredzēto veiktspēju. Diskveida magnēti ar nesakrītošiem magnetizācijas virzieniem var izraisīt kļūdainus sensoru datus, sliktu motora efektivitāti vai neparedzamu magnētiskā lauka sadalījumu.

At Fullzen tehnoloģijaMēs bieži atbalstām sensoru inženierus, motoru konstruktorus un oriģinālā aprīkojuma ražotāju (OEM) izstrādes komandas pareizā magnetizācijas virziena izvēlē pielāgotiem projektiem. Šajā rokasgrāmatā ir paskaidrotas atšķības starp aksiālo un diametrālo magnetizāciju, salīdzinātas to veiktspējas raksturlielumi un parādīts, kā katra orientācija atbilst konkrētiem lietojumiem.

Kas ir magnetizācijas virziens?

Magnetizācijas orientācija attiecas uz magnētisko polu izlīdzinājumu pastāvīgajā magnētā. Pat ja diviem magnētiem ir vienādi izmēri un materiāla klase, to magnētiskā lauka izkārtojums var ievērojami atšķirties atkarībā no to magnetizācijas iestatījuma.

Neodīma disku magnētiem divas visizplatītākās magnetizācijas metodes ir aksiālā un diametrālā magnetizācija.

Aksiālā magnetizācija

Aksiāli magnetizētā diska magnētā ziemeļpols atrodas uz vienas plakanas virsmas, bet dienvidpols - uz pretējās plakanas virsmas.

Magnētiskais lauks pārvietojas caur magnēta biezumu.

Raksturlielumi ietver:

* Spēcīga magnētiskā pievilkšanas spēja uz līdzenām virsmām
* Simetrisks magnētiskā lauka sadalījums
* Vienkārša integrācija Hall efekta sensoru blokos
* Zemāka ražošanas sarežģītība

Aksiālā magnetizācija ir standarta opcija lielākajai daļai disku magnētu, ko izmanto rūpnieciskos un elektroniskos lietojumos.

Diametrālā magnetizācija

Diametrāli magnetizētā diska magnētā ziemeļu un dienvidu poli atrodas diametra pretējās pusēs.

Magnētiskais lauks pārvietojas pa diametru, nevis caur biezumu.

Raksturlielumi ietver:

* Magnētiskā lauka sadalījums no vienas puses uz otru
* Ideāli piemērots rotācijas noteikšanai
* Bieži sastopams kodētājos un pozīcijas noteikšanas sistēmās
* Labāk piemērots rotējošiem magnētiskajiem laukiem

Diametrāla magnetizācija prasa specializētākus magnetizācijas stiprinājumus, un tā parasti ir retāk sastopama nekā aksiālā magnetizācija.

Radiālā magnetizācija

Lai gan radiālā magnetizācija biežāk tiek saistīta ar gredzenveida magnētiem, ir vērts pieminēt, jo daudzi BLDC motoru konstruktori ar to saskaras rotora izstrādes laikā.

Praktiskos pielietojumos radiālā magnetizācija rada lauka modeli, kas ir līdzīgs diametrālajai magnetizācijai, bet sadala magnētisko lauku pa rotora perimetru.

Šī konfigurācija tiek plaši izmantota augstas veiktspējas bezkontaktu līdzstrāvas motoros.

Aksiālā un diametrālā magnetizācija: tehniskais salīdzinājums

Turpmāk sniegtais salīdzinājums izceļ galvenās atšķirības starp abām orientācijām.

No mūsu ražošanas pieredzes var secināt, ka izvēle bieži vien ir mazāk atkarīga no magnēta stipruma un vairāk no tā, kā magnētiskais lauks mijiedarbojas ar apkārtējām sastāvdaļām.

Lietojumiem, kuriem nepieciešamas kompaktas rotācijas sistēmas, inženieri bieži apvieno diametrālo magnetizāciju araugstas stiprības cilindriski magnētilai sasniegtu noteiktas magnētiskā lauka īpašības.

Reāli magnētiskā lauka dati no Fullzen Technology

Uzņēmumā Fullzen Technology mēs regulāri mērām magnētiskās plūsmas blīvumu vairākās magnetizācijas orientācijās produkta validācijas laikā.

Mūsu identisko N42 disku magnētu testēšana atklāja vairākus svarīgus novērojumus:

Dati apstiprina to, ko daudzi inženieri atklāj prototipu veidošanas laikā:

Aksiālā magnetizācija rada spēcīgāku tiešo vilkšanas spēku, savukārt diametrālā magnetizācija ģenerē noderīgāku rotējošu magnētisko lauku pozīcijas noteikšanai un kustības kontrolei.

Pieteikumu saskaņošanas ceļvedis

Pareizās orientācijas izvēle kļūst daudz vienkāršāka, ja to izvērtē pēc lietojumprogrammas.

Hola efekta sensori

Hola sensoriem parasti ir nepieciešams paredzams magnētiskais lauks, kas iet tieši caur sensoru elementu.

Vairumā gadījumu aksiālā magnetizācija nodrošina:

* Stabila magnētiskā izeja
* Vienkāršāka sensoru izlīdzināšana
* Spēcīgāka signāla konsekvence

Šī iemesla dēļ aksiālā magnetizācija joprojām ir vēlamā izvēle daudziem Hall sensoru dizainiem.

Rotācijas kodētāji

Rotācijas kodētāji balstās uz mainīgiem magnētiskā lauka stāvokļiem rotācijas laikā.

Diametrālā magnetizācija rada mainīga lauka modeli, kas nepieciešams precīzai rotācijas atgriezeniskajai saitei.

Tipiski pielietojumi ietver:

* Rotācijas kodētāji
* Pozīcijas sensori
* Leņķa mērīšanas ierīces
* Precīzijas automatizācijas sistēmas

BLDC ārējo rotoru motori

BLDC motoru konstruktori bieži izmanto radiāli magnetizētus gredzenus, jo tie nodrošina nepārtrauktu magnētisko lauku ap rotora perimetru.

Daudzās dizaina diskusijās radiālo magnetizāciju var uzskatīt par funkcionāli līdzvērtīgu daudzpolu diametrālajam izkārtojumam.

Tas ir viens no iemesliem, kāpēc daudzi inženieri izvēlasprecīzijas magnētisko gredzenu komplektiizstrādājot augstas efektivitātes bezkontaktu motoru sistēmas.

Biežāk pieļautās projektēšanas kļūdas, no kurām inženieriem vajadzētu izvairīties

Magnēta klases izvēle pirms orientācijas

Daudzi projekti nekavējoties koncentrējas uz N35, N42 vai N52 pakāpēm.

Tomēr nepareizu magnetizācijas virzienu nevar kompensēt, palielinot magnētisko stiprumu.

Pirms magnētiskās pakāpes galīgās noteikšanas vienmēr jānosaka orientācija.

Sensora novietojuma ignorēšana

Nepareizi attiecībā pret magnētiskajiem poliem novietots Hola sensors var radīt vājus vai nestabilus signālus.

Magnetizācijas virziens vienmēr jānovērtē kopā ar sensora novietojumu.

Ražošanas ierobežojumu ignorēšana

Diametrālajai magnetizācijai var būt nepieciešami specializēti instrumenti un papildu iestatīšanas laiks.

Lielapjoma OEM projektiem tas var ietekmēt gan izpildes laiku, gan izmaksas.

Pielāgota diska magnēta specifikācijas kontrolsaraksts

Pirms cenu piedāvājuma pieprasīšanas iesakām apstiprināt šādus parametrus:

Magnēta izmēri

* Diametrs
* Biezums
* Pielaides prasības

Magnētiskā pakāpe

* N35
* N42
* N52
* Augstas temperatūras klases

Virsmas pārklājums

* Niķelis
* Cinks
* Epoksīdsveķi
* Parilēns

Darbības vide

* Temperatūras diapazons
* Mitruma iedarbība
* Korozijas prasības

Magnetizācijas virziens

* Aksiāls
* Diametrāls
* Radiāls
* Daudzpolu

Starp visiem specifikācijas punktiem magnetizācijas virziens bieži vien ir visvairāk ignorētais un visgrūtāk labojams pēc ražošanas.

Kā Fullzen tehnoloģija palīdz inženieriem optimizēt magnēta orientāciju

Uzņēmumā Fullzen Technology mēs cieši sadarbojamies ar oriģinālā aprīkojuma ražotājiem, automatizācijas uzņēmumiem, sensoru izstrādātājiem un motoru konstruktoriem, lai nodrošinātu pareizu magnētiskās orientācijas izvēli pirms ražošanas uzsākšanas.

Mūsu inženieru komanda palīdz klientiem ar magnētiskā lauka simulāciju, prototipa validāciju, tolerances novērtēšanu unpielāgoti magnētu risinājumispecializētām lietojumprogrammām.

Novērtējot lauka sadalījumu līdzās izmēriem un magnētiskajai pakāpei, inženieri var samazināt izstrādes ciklus, uzlabot sistēmas veiktspēju un izvairīties no dārgām pārprojektēšanas darbībām.

Secinājums

Salīdzinot aksiālo un diametrālo magnetizāciju, nav universāli labākas iespējas. Pareizā izvēle ir pilnībā atkarīga no tā, kā magnētiskajam laukam jāmijiedarbojas ar sensoriem, motoriem un apkārtējām sastāvdaļām.

Hola sensoriem un tiešas noturēšanas spēka pielietojumiem parasti vēlamais risinājums ir aksiālā magnetizācija.

Rotējošiem kodētājiem, pozīcijas noteikšanas un rotācijas sistēmām diametrālā magnetizācija bieži vien nodrošina labāku veiktspēju.

Šīs atšķirības izpratne agrīnā projektēšanas procesa stadijā var ievērojami uzlabot produkta uzticamību un samazināt izstrādes izmaksas.

Pielāgotu neodīma disku magnētu projektiem pareizā magnetizācijas virziena izvēle bieži vien ir atšķirība starp dizainu, kas vienkārši darbojas, un tādu, kas darbojas izcili labi.