แม่เหล็กนีโอไดเมียมแบบแผ่นกลมสำหรับงานออกแบบเซ็นเซอร์และมอเตอร์: คู่มือการเลือกใช้

ในฐานะผู้ผลิตแม่เหล็กนีโอไดเมียมที่มีประสบการณ์และให้บริการ OEM มากว่า 12 ปีเทคโนโลยีฟูลเซ็นได้รับคำถามมากมายจากวิศวกรยานยนต์ เซ็นเซอร์ และมอเตอร์ที่กำลังมองหาแม่เหล็กหายากแบบแผ่นที่เหมาะสม ขนาด เกรด หรือค่าความแรงแม่เหล็กที่ไม่เหมาะสม มักนำไปสู่สัญญาณเซ็นเซอร์ที่ไม่เสถียรหรือประสิทธิภาพมอเตอร์ต่ำ ในคู่มือนี้ เราได้จำแนกประเภทเซ็นเซอร์และมอเตอร์หลักๆ ทีละประเภท แสดงรายการพารามิเตอร์ของแม่เหล็กแบบแผ่นที่เหมาะสมพร้อมข้อมูลแรงดึงที่วัดได้จริง และให้สูตรการคำนวณที่ใช้งานง่าย นอกจากนี้ เรายังรองรับขนาด การเคลือบ และค่าความแรงแม่เหล็กที่กำหนดเองเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการออกแบบอุตสาหกรรมเฉพาะ โดยมีผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรอง RoHS และ REACH สำหรับการสั่งซื้อจำนวนมากทั่วโลกและการทำตัวอย่างต้นแบบ

 

การจับคู่แกน: แม่เหล็กแบบแผ่นกลมสำหรับเซ็นเซอร์หลักสามประเภท

 

ข้อมูลจำเพาะของแม่เหล็กแผ่นดิสก์ที่แนะนำสำหรับเซ็นเซอร์ Hall Effect

เซ็นเซอร์วัดตำแหน่งและความเร็วแบบ Hall-effect เป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์และระบบอัตโนมัติ โดยอาศัยแม่เหล็กนีโอไดเมียมแบบแผ่นซีดีในการสร้างสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำอย่างสม่ำเสมอ สำหรับโมดูล Hall ที่ติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ความถี่ต่ำส่วนใหญ่ วิศวกรของเรามักแนะนำขนาดแผ่นซีดีที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 2 มม. ถึง 12 มม. และความหนา 1 มม. ถึง 5 มม. เกรด N35 หรือ N42 แบบเผาผนึกมาตรฐานจะให้ความสมดุลระหว่างกำลังแม่เหล็กและต้นทุนวัตถุดิบ การสร้างสนามแม่เหล็กตามแนวแกนยังคงเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับการติดตั้งในแนวตั้ง ในขณะที่การชุบนิกเกิลที่บางกว่าจะช่วยป้องกันสนิมบนพื้นผิวภายในตัวเรือนเซ็นเซอร์ที่ปิดสนิท เซ็นเซอร์ Hall ระดับยานยนต์ที่ติดตั้งใต้ห้องเครื่องยนต์จะได้รับการอัพเกรดเป็นรุ่น N35SH ทนความร้อนสูง เพื่อต้านทานการเปลี่ยนแปลงความร้อนแบบวนซ้ำโดยไม่เกิดการสูญเสียสนามแม่เหล็กอย่างถาวร

 

เซ็นเซอร์สวิตช์กก แผ่นดิสก์นีโอไดเมียม มาตรฐานการเลือก

สวิตช์รีดขนาดเล็กมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการตรวจจับตำแหน่งประตู ล็อกนิรภัยสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน และอุปกรณ์ตรวจสอบการไหลขนาดกะทัดรัด แตกต่างจากสวิตช์ฮอลล์ ส่วนประกอบรีดต้องการสนามแม่เหล็กเฉพาะที่เข้มข้นเพื่อขับเคลื่อนการปิดหน้าสัมผัสโลหะภายใน ดังนั้นจึงนิยมใช้แม่เหล็กแผ่นกลมที่มีความหนากว่าเล็กน้อย โดยทั่วไปแล้ว สวิตช์รีดจะใช้แผ่นกลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง Ø3~Ø8 มม. ที่มีความหนาตั้งแต่ 2 มม. ถึง 4 มม. เกรด N35 พื้นฐานใช้งานได้ดีในสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่มีอุณหภูมิห้อง และการเคลือบอีพ็อกซีจะใช้แทนนิกเกิลเมื่ออุปกรณ์ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมในโรงงานที่มีความชื้นสูง ผู้ออกแบบควรหลีกเลี่ยงการใช้แม่เหล็กขนาดใหญ่เกินไป เนื่องจากสนามแม่เหล็กที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดการทำงานผิดพลาดของรีดที่อยู่ติดกันในช่องวงจรใกล้เคียงได้

 

กฎการจับคู่แม่เหล็กแผ่นหายากสำหรับเซ็นเซอร์ MR

เซ็นเซอร์แมกนีโตเรสซิสทีฟ (MR) ให้ความแม่นยำสูงสำหรับการนับการหมุนความเร็วสูงในเครื่องมือวัดความแม่นยำและหน่วยควบคุมยานยนต์พลังงานใหม่ ซึ่งต้องการสนามแม่เหล็กที่เสถียรและสม่ำเสมอรอบชิปตรวจจับ กรณีการใช้งานจริงของเราพิสูจน์แล้วว่าแม่เหล็กแผ่นกลมขนาด Ø4 มม. ถึง Ø10 มม. ที่จับคู่กับเหล็กเกรด N42 หรือ N45 ให้สภาวะการทำงานที่เหมาะสม การควบคุมการสร้างสนามแม่เหล็กตามแนวแกนช่วยรับประกันการกระจายสนามที่สม่ำเสมอรอบพื้นผิวตรวจจับ MR สำหรับโมดูล MR แบบฝังขนาดกะทัดรัดที่มีพื้นที่ภายในจำกัด เราลดความหนาของแผ่นกลมลงเหลือ 1.2 มม. ในขณะที่เพิ่มเกรดขึ้นเล็กน้อยเพื่อชดเชยปริมาตรแม่เหล็กที่ลดลง

 

การเลือกใช้แม่เหล็กแบบจานสำหรับมอเตอร์อุตสาหกรรมประเภทต่างๆ

 

เกรดและค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของมอเตอร์ BLDC แบบไร้แปรงถ่าน

มอเตอร์ BLDC แบบโรเตอร์นอกขนาดเล็กสำหรับพัดลมในครัวเรือน ปั๊มน้ำขนาดเล็ก และเครื่องมือไฟฟ้าแบบพกพา มักจะฝังแผ่นนีโอไดเมียมไว้บนโครงโรเตอร์ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กตามแนวแกนเหมาะกับโครงสร้าง BLDC แบบฟลักซ์ตามแนวแกน ในขณะที่รูปแบบแผ่นทรงกระบอกสั้นเหมาะกับโครงสร้างโรเตอร์ในแบบฟลักซ์ตามแนวรัศมีทั่วไป N35 และ N42 ยังคงเป็นที่นิยมสำหรับ BLDC ที่อุณหภูมิแวดล้อมปกติ และเกรด N38SH สำหรับอุณหภูมิสูงนั้นสงวนไว้สำหรับมอเตอร์ที่ทำงานภายใต้ความร้อนในการทำงานต่อเนื่องที่ 120℃ นอกจากชิ้นส่วนแผ่นแบบแยกชิ้นแล้วแม่เหล็กนีโอไดเมียมทรงกระบอกสำหรับโรเตอร์มอเตอร์ขนาดเล็กใช้เป็นทางเลือกอื่นเมื่อนักออกแบบต้องการความสูงของแม่เหล็กที่มากขึ้นเพื่อเพิ่มแรงบิดโดยรวมของมอเตอร์

 

คำแนะนำเกี่ยวกับขนาดแผ่นดิสก์แบบกำหนดเองสำหรับมอเตอร์สเต็ปเปอร์

มอเตอร์สเต็ปเปอร์ขนาดเล็กสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ เครื่องพิมพ์สำนักงาน และอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่มีความแม่นยำสูง มักใช้แม่เหล็กแผ่นกลมขนาดเล็กที่ยึดติดกับเพลาโรเตอร์ตรงกลาง ขนาดมาตรฐานของแม่เหล็กแผ่นกลมจะอยู่ในช่วงเส้นผ่านศูนย์กลาง Ø2 มม. ถึง Ø6 มม. แต่โครงการสเต็ปเปอร์แบบสั่งทำพิเศษจำนวนมากต้องการขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกหรือความหนาที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานตามขนาดของช่องโรเตอร์ เมื่อขนาดมาตรฐานที่กำหนดไว้ล่วงหน้าไม่เหมาะสมกับข้อจำกัดด้านพื้นที่ทางกล ลูกค้าสามารถหันมาใช้แผนการกำหนดขนาดแบบกำหนดเองที่ยืดหยุ่นซึ่งเราจัดเตรียมไว้ในระหว่างการพัฒนาต้นแบบได้

 

ตัวเลือกแม่เหล็กแผ่นทนความร้อนสูงสำหรับมอเตอร์เซอร์โว

มอเตอร์เซอร์โวแบบวงปิดขนาดเล็กที่ใช้ในข้อต่อหุ่นยนต์และแกนหมุนการผลิตอัตโนมัติ ต้องการแม่เหล็กแผ่นทนความร้อนเพื่อรองรับการทำงานที่มีภาระสูงเป็นระยะๆ มอเตอร์เซอร์โวระดับสูงมักใช้แม่เหล็กแผ่นเกรด N35UH หรือ N40UH ที่ทนความร้อนสูงเป็นพิเศษ เคลือบด้วยนิกเกิลสามชั้นหนาแน่น สำหรับอุปกรณ์เซอร์โวอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างโรเตอร์กลวงแม่เหล็กหายากแบบวงแหวนสำหรับอุปกรณ์เซอร์โวขนาดใหญ่มักใช้ร่วมกับชุดแผ่นดิสก์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบวงจรแม่เหล็กของโรเตอร์

 

คู่มือการเลือกเกรดแม่เหล็กและการเคลือบผิวตามสภาพแวดล้อมการทำงาน

 

ประสิทธิภาพและต้นทุนที่แตกต่างกันของ N35/N42/N45/N52

เรามักได้รับคำถามเกี่ยวกับการเลือกเกรดแม่เหล็กจากทีมออกแบบในต่างประเทศอยู่เสมอ ดังนั้น Fullzen จึงคัดแยกช่องว่างด้านประสิทธิภาพหลักๆ ระหว่างเกรดแม่เหล็กแบบดิสก์ 4 เกรดหลักที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ N35 มีต้นทุนต่อหน่วยที่แข่งขันได้มากที่สุดสำหรับเซ็นเซอร์ภายในอาคารที่ไม่สำคัญและชุดมอเตอร์โหลดต่ำ N42 มีความสมดุลระหว่างพลังงานแม่เหล็กและราคาสำหรับโครงการระบบอัตโนมัติประสิทธิภาพปานกลางส่วนใหญ่ N45 เพิ่มประสิทธิภาพฟลักซ์ตกค้างสำหรับเซ็นเซอร์ MR ความแม่นยำสูงและมอเตอร์ BLDC ขนาดเล็กประสิทธิภาพสูง N52 ระดับสูงสุดมีค่า Br สูงสุด แต่มีค่าใช้จ่ายวัตถุดิบสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด โดยส่วนใหญ่จำกัดเฉพาะอุปกรณ์ขนาดเล็กพิเศษที่มีพื้นที่ติดตั้งแม่เหล็กจำกัดมาก ซีรี่ส์ SH/UH สำหรับอุณหภูมิสูงอยู่นอกเหนือรายการปกติและจะมีการเสนอราคาแยกต่างหากตามคำขอพารามิเตอร์ความร้อนของลูกค้า

 

สถานการณ์ที่เหมาะสมสำหรับการเคลือบด้วยนิกเกิล/อีพ็อกซี/สังกะสี

การชุบนิกเกิลสามชั้นเป็นวิธีการเคลือบผิวที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับแม่เหล็กแผ่นกลมเกรดส่งออก ทนต่อการเกิดออกซิเดชันภายใต้สภาพแวดล้อมภายในอาคารและความชื้นปานกลางในโรงงาน เพื่อให้ตรงตามมาตรฐานการตรวจสอบ RoHS ของสหภาพยุโรป การเคลือบอีพ็อกซี่เหมาะสำหรับอุปกรณ์กลางแจ้งหรืออุปกรณ์ที่โดนน้ำกระเด็นได้ง่าย เช่น เซ็นเซอร์อุปกรณ์ทำสวนและชิ้นส่วนภายนอกรถยนต์ ให้การป้องกันน้ำฝนและละอองน้ำกัดกร่อนได้ดีกว่า ส่วนการชุบสังกะสีราคาประหยัดนั้นใช้ได้เฉพาะกับชิ้นส่วนประกอบแบบใช้แล้วทิ้งภายในอาคารที่มีความต้องการใช้งานต่ำและไม่มีข้อกำหนดด้านการป้องกันการกัดกร่อนในระยะยาวที่เข้มงวด จึงไม่ค่อยแนะนำสำหรับโครงการส่งออกอย่างเป็นทางการที่มุ่งเป้าไปที่ตลาดในยุโรปและอเมริกาเหนือ

 

การคำนวณแรงดึงของแม่เหล็กแบบจาน และข้อมูลการวัดจริง

 

สูตรคำนวณแรงดึงแบบง่าย สำหรับใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการออกแบบ

แม้ว่าซอฟต์แวร์จำลองสนามแม่เหล็กแบบมืออาชีพจะให้ข้อมูลฟลักซ์และแรงดึงที่แม่นยำที่สุด แต่ทีมงานด้านเทคนิคของเราได้สรุปสูตรเชิงประจักษ์แบบง่ายๆ สำหรับวิศวกรใช้ในการประมาณการเบื้องต้นก่อนการออกแบบ โดยไม่ต้องตั้งค่าการจำลองที่ซับซ้อน แรงดึงโดยประมาณ (กก.) ≈ พื้นที่สัมผัสของแผ่นดิสก์ (ซม.²) × สัมประสิทธิ์การคงสภาพของแม่เหล็ก โดยสัมประสิทธิ์นี้จะผันผวนตามเกรดและระยะห่างของช่องว่างอากาศระหว่างแม่เหล็กกับชิ้นโลหะที่ถูกดึงดูด การขยายช่องว่างอากาศจะลดแรงดึงจริงลงอย่างมาก ซึ่งเป็นรายละเอียดที่นักออกแบบมือใหม่หลายคนมองข้ามไปในการวางแผนผังในระยะเริ่มต้น

 

ข้อมูลการทดสอบจริงจาก Fullzen Lab เกี่ยวกับแม่เหล็กแผ่นกลมขนาดทั่วไป

ห้องปฏิบัติการทดสอบภายในของเราทำการทดสอบแรงดึงเป็นประจำสำหรับขนาดแผ่นดิสก์มาตรฐานที่มีจำหน่ายทั่วไป ภายใต้สภาวะอุณหภูมิห้องคงที่และไม่มีช่องว่างอากาศ ตัวอย่างเช่น แผ่นดิสก์เคลือบนิกเกิล N35 ขนาด Ø5×3 มม. มีแรงดึงประมาณ 1.1 กก. และแผ่นดิสก์ N42 ขนาด Ø8×4 มม. มีแรงดึงประมาณ 2.3 กก. รายงานการทดสอบจากห้องปฏิบัติการทั้งหมดสามารถแนบไปกับใบแจ้งหนี้ทางการค้าเพื่อใช้ในการผ่านพิธีการศุลกากรและการตรวจสอบโรงงานของลูกค้า เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการตรวจสอบผู้จำหน่ายทั่วโลก

 

บริการ OEM แม่เหล็กแผ่นดิสก์แบบกำหนดเองจาก Fullzen Technology

 

รองรับขนาดที่กำหนดเอง คุณสมบัติแม่เหล็ก และค่าความคลาดเคลื่อน

ไม่ใช่ว่าเซ็นเซอร์และมอเตอร์ทุกแบบจะมีขนาดแม่เหล็กแผ่นมาตรฐานที่หาซื้อได้ทั่วไป ทำให้ผู้พัฒนาจำนวนมากต้องปรับเปลี่ยนขนาดตามความต้องการเฉพาะ เราให้การสนับสนุนการพัฒนาที่ยืดหยุ่น ครอบคลุมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก ความหนา การสร้างสนามแม่เหล็กตามเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดเอง และความคลาดเคลื่อนของขนาดที่เข้มงวดตามแบบร่างทางกลของลูกค้า สำหรับความต้องการพารามิเตอร์ที่เฉพาะเจาะจงอย่างสมบูรณ์ซึ่งอยู่นอกเหนือขอบเขตข้อกำหนดปกติ ผู้ซื้อสามารถจัดหาชิ้นส่วนได้จากแหล่งอื่นแม่เหล็กนีโอไดเมียมตามข้อกำหนดเฉพาะโดยมีแบบร่างที่ปรับแต่งให้เหมาะสมและได้รับการยืนยันจากทีมวิศวกรรมของเราก่อนการเปิดแม่พิมพ์อย่างเป็นทางการ

 

นโยบายตัวอย่างและระยะเวลานำส่งสำหรับการผลิตจำนวนมาก

Fullzen แบ่งการทำงานร่วมกันในโครงการออกเป็นสองขั้นตอน คือ การสร้างตัวอย่างต้นแบบและการผลิตจำนวนมาก เพื่อลดความเสี่ยงในการพัฒนาเบื้องต้นของลูกค้า ตัวอย่างทดลองขนาดเล็กสำหรับการตรวจสอบการออกแบบสามารถจัดทำได้ภายใน 3-5 วันทำการสำหรับสินค้ามาตรฐาน ในขณะที่ตัวอย่างแผ่นดิสก์ตามข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้าจะใช้เวลา 7-10 วันในการผลิตแม่พิมพ์ใหม่ หลังจากที่ตัวอย่างผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการของลูกค้าแล้ว ระยะเวลานำส่งสินค้าจำนวนมากโดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 12 ถึง 18 วันทำการ ขึ้นอยู่กับตารางการผลิตรายเดือน และเราปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS และ REACH สำหรับสินค้าทุกชุดที่จัดส่งไปยังยุโรปและอเมริกา