Razumevanje anizotropne smeri v sintranem NdFeB
Sintrani neodimovi magneti so anizotropni – imajo prednostno smer magnetizacije, ki se nastavi med stiskanjem v magnetnem polju. Zelena zgoščenka (nesintran prah) je poravnana v magnetnem polju 1,5-2,0 Tesla, nato pa sintrana. Po sintranju je mogoče magnet magnetizirati samo vzdolž te prvotne smeri poravnave. Magnetizacija v kateri koli drugi smeri povzroči šibko, nestabilno polje (običajno 10-20 % Br poravnane smeri). Posledično ne morete "ponovno magnetizirati" aksialno stisnjenega bloka v diametralno magnetiziranega.
Tako je določanje smeri magnetizacije oblikovalska odločitev, ki določa orodje za stiskanje in proizvodni proces. Za dano obliko magneta sta običajno dve možni smeri poravnave (npr. skozi debelino v primerjavi z dolžino). Stranka mora izbrati na podlagi zahtevane poti pretoka aplikacije.
Razlaga aksialne, diametralne in radialne magnetizacije
Za cilindrični magnet (višina H, premer D):
Aksialna magnetizacija: magnetni poli na dveh krožnih ploskvah (sever na zgornji ploskvi, južni na spodnji ploskvi). Polje je vzporedno z osjo cilindra. Uporablja se v trajnih magnetnih sklopkah, motorjih z aksialnim pretokom in magnetnih vzmeteh.
Diametralna magnetizacija: magnetni poli na nasprotnih straneh zunanje površine valja (sever na eni strani, južni 180 stopinj nasproti). Polje je pravokotno na os, ki poteka čez premer. Uporablja se v eno-parnih brezkrtačnih enosmernih motorjih ventilatorjev, Hallovih senzorjih in majhnih rotacijskih dajalnikih.
Radialna magnetizacija: posebej za obročne magnete (OD, ID). Poli so na notranji in zunanji cilindrični površini (sever na OD, južni na ID ali obratno). Tok teče radialno. Uporablja se v rotorjih z visoko hitrostjo- z večpolnimi obroči in v magnetnih ležajih.
Več{0}}polni diametralni/radialni: magneti so magnetizirani z več izmeničnimi poli po obodu (npr. 4-polni, 8-polni, 12-polni). Po stiskanju je potrebna večpolna magnetna naprava.
Kdaj izbrati radialno magnetizacijo za-hitrohitrostne rotorje
Pri visokohitrostnih-rotorjih s trajnimi magneti (nad 20.000 vrt/min) so površinsko nameščeni obločni magneti podvrženi centrifugalnim silam. Večpolni radialno magnetiziran obročni magnet (eno-obroč z izmeničnimi poli na OD) nima zlepljenih segmentov – je monoliten sintran obroč. To odpravi tveganje za odstop segmenta. Radialni obroči proizvajajo tudi bolj gladek profil magnetnega polja v primerjavi s segmentiranimi loki, kar zmanjša valovanje navora za 30-50 %.
Vendar pa radialni obroči zahtevajo specializirane napeljave za magnetizacijo (tuljave okoli oboda obroča). Stroški vpenjala so višji (2000–5000 USD na število polov) kot pri aksialnih/diametralnih magnetih, vendar je vpenjalo mogoče ponovno uporabiti za vse obroče enakih dimenzij in števila polov.
Za premere rotorja od 20 mm do 150 mm nudimo radialno magnetizirane obroče z 2 do 16 poli. Najmanjša debelina stene: 3 mm za zanesljivo sintranje brez razpok.
Kako smer magnetizacije vpliva na vaše stroške orodja
Stroški orodja in izdelave se zelo razlikujejo:
| Smer magnetizacije | Kompleksnost orodja za stiskanje | Cena napeljave za magnetizacijo (po meri) | Tipični donos (%) |
|---|---|---|---|
| Aksialno (skozi debelino) | Enostavno (kalup z vzporednimi ploščami) | Nizko (300–500 USD) | 95-98% |
| Aksialno (preko dolžine) za bloke | Standardno | Nizka | 92-96% |
| Diametralno na cilindru | Enostavno, vendar zahteva posebno orientacijo | Srednje (800–1500 USD) | 85-90 % (večja zavrnitev zaradi napake pri poravnavi) |
| Radialni obroč, enopolni (ID/OD) | Kompleksno (zahteva usmerjen pretok prahu) | Srednje (1000–2000 USD) | 80-85% |
| Radialni obroč, več-polni (4+ polov) | Zelo kompleksno | Visoko (3000–6000 USD) | 70-80% |
| Kot po meri-vrste Halbach | Samo posebna orodja | Tekma po meri (5000+ $) | 60-75% |
Za izdelavo prototipov priporočamo uporabo izotropno vezanih magnetov ali standardne magnetizacije na preprostih oblikah, nato pa prehod na anizotropno sintrano proizvodnjo po validaciji zasnove.
Za motorne magnete po meri, ki zahtevajo posebne smeri magnetizacije – aksialne, diametralne, radialne ali več{0}}polne – obiščite našo stran z izdelki Rotor Magnet. Z vsakim naročilom dobavimo napeljava za magnetizacijo, ki vam omogoča, da pred montažo preverite polariteto.
Če želite razpravljati o zahtevanem vzorcu pretoka vašega motorja in jakosti polja, se obrnite na našo tehnično ekipo. Nudimo preverjanje smeri magnetizacije s pomočjo Hallovih sond in Helmholtzovih tuljav.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Ali lahko magnetiziram isti neodimski obroč najprej aksialno in nato diametralno?
O: Ne. Ko je magnet namagneten v eno smer, ohrani to usmeritev. Poskus druge smeri magnetizacije razmagneti material ali ustvari zapleteno več-domensko stanje s 50 % nižjim skupnim tokom.
V: Kako določim smer magnetizacije na risbi za blok magnet po meri?
O: Na risbi uporabite puščico z oznako "Smer magnetizacije". Pokažite puščico glede na dimenzije dela. Priskrbite datoteko 3D CAD (STEP ali STL) s puščico, oblikovano kot referenca. Potrjujemo s povratnim izrisom.
V: Kakšno je največje število polov, ki jih lahko magnetizirate na radialnem obroču s premerom 30 mm?
O: Do 16 polov (22,5 stopinj na pol). Najmanjši polni lok: 5 mm pri OD. Pri večjem številu polov (npr. 24 polov na 30 mm OD) postane material, ki ga je mogoče namagnetiti, med poloma preozek, kar povzroči visoko puščanje. Za preverjanje uporabite analizo FE.
