Perdite di correnti parassite dei magneti permanenti delle terre rare nelle applicazioni dei motori
Sia il samario cobalto che il neodimio ferro boro sono materiali metallici. A causa della buona conduttività elettrica dei materiali metallici, la resistività è molto bassa, il che non è positivo per le macchine rotanti come i motori, perché porterebbe correnti parassite delle macchine rotanti. perdita, provocando il riscaldamento di macchinari rotanti, compresi i magneti. Pertanto, le perdite di correnti parassite del magnete che si verificano nei macchinari rotanti sono un must per i progettisti di magneti e motori. Oggi ti porterò a capire qual è la perdita di correnti parassite dei magneti e come evitare la perdita di correnti parassite nella produzione di materiali magnetici.
Per comprendere e ridurre la perdita di correnti parassite, dovremmo prima sapere come viene generata la perdita di correnti parassite. Qui dobbiamo introdurre un concetto: effetto pelle (effetto pelle)
Quando la corrente alternata passa attraverso il filo, la distribuzione della densità di corrente sulla sezione del filo non è uniforme. Il fenomeno è chiamato effetto pelle.
La causa dell'effetto pelle è la corrente parassita. Dalla legge dell'induzione elettromagnetica, verrà generato un campo magnetico alternato attorno a un campo elettrico alternato. Quando una corrente alternata passa attraverso un conduttore, verrà generato un campo magnetico alternato all'interno e attorno al conduttore, provocando una corrente indotta a forma di vortice all'interno del conduttore. Le correnti parassite sono indicate come correnti parassite. .
Più è vicino al centro del conduttore, maggiore è la forza elettromotrice indotta generata dal campo magnetico alternato nel conduttore, più forte è la corrente parassita e maggiore è l'ostruzione alla corrente originale, con conseguente minore densità di corrente in avvicinamento al centro del conduttore, mentre si avvicina alla superficie una maggiore densità di corrente.
Poiché la forza elettromotrice indotta aumenta con l'aumentare della frequenza, anche l'effetto pelle diventa più pronunciato con l'aumentare della frequenza. Quando una corrente ad alta frequenza attraversa il filo, si può considerare che la corrente scorre solo in uno strato sottile sulla superficie del filo, il che equivale a ridurre la sezione del filo, il che riduce notevolmente l'utilizzo effettivo del materiale conduttore.
Perdita di correnti parassite
Poiché la resistenza del samario cobalto e dei magneti permanenti NdFeB è relativamente piccola, le correnti parassite nel campo elettrico alternato sono generalmente relativamente grandi. A causa dell'effetto termico della corrente, la corrente parassita farà riscaldare il magnete e si verificherà la smagnetizzazione termica quando la temperatura è troppo alta.
L'entità della perdita di correnti parassite è correlata a fattori quali il modo in cui cambia il campo magnetico, il movimento del magnete, la forma del magnete, la permeabilità e la resistività. Maggiore è la velocità di rotazione (equivalente alla frequenza) e la permeabilità del macchinario rotante, minore è la resistività, minore è la profondità della pelle e maggiore è la perdita causata. Nei veicoli elettrici, ascensori e altri settori, per controllare la velocità, il motore a magneti permanenti è solitamente controllato dalla fonte di alimentazione dell'inverter. A causa dell'esistenza di armoniche di ordine superiore della frequenza portante, anche la perdita di correnti parassite nel magnete aumenterà e causerà la smagnetizzazione termica.
Ridurre la perdita di correnti parassite di NdFeB sinterizzato migliorando la resistività
Dal punto di vista della progettazione del motore, al fine di ridurre le perdite di correnti parassite dei magneti permanenti nelle macchine rotanti, sono stati proposti diversi metodi tecnici, come colonne di schermatura che circondano i magneti, metodi di divisione dei magneti e isolamento dei magneti sul lato, ecc.
Dal punto di vista dei magneti, uno dei modi più efficaci per ridurre la perdita di correnti parassite del motore è utilizzare magneti legati. A causa della presenza del legante e di una frazione di volume sufficientemente elevata, la resistività del magnete legato è 102~104 quella del magnete sinterizzato. volte, ma la potenza e la temperatura massima di esercizio del motore sono molto limitate, quindi il metodo più diretto è aumentare la resistività del magnete sinterizzato stesso.
Esistono molti modi per migliorare la resistività dei magneti sinterizzati, come l'aggiunta di polveri ad alta resistività (Al2O3, ecc.), il rivestimento di rivestimenti SiO2, ecc., ma questi metodi influiranno in una certa misura sulle proprietà magnetiche dei magneti sinterizzati. Pertanto, nella ricerca e nello sviluppo dei magneti è necessario trovare un equilibrio tra resistività e proprietà magnetiche nel processo.