Pochopení anizotropního směru ve slinutém NdFeB
Slinuté neodymové magnety jsou anizotropní – mají preferovaný směr magnetizace, který se nastavuje při lisování v magnetickém poli. Zelený výlisek (neslinutý prášek) je vyrovnán v magnetickém poli 1,5-2,0 Tesla a poté slinut. Po slinování může být magnet magnetizován pouze v původním směru vyrovnání. Magnetizace v jakémkoli jiném směru poskytuje slabé, nestabilní pole (typicky 10-20 % Br v zarovnaném směru). V důsledku toho nemůžete "přemagnetizovat" axiálně lisovaný blok na diametrálně magnetizovaný.
Určení směru magnetizace je tedy konstrukčním rozhodnutím, které určuje lisovací nástroje a výrobní proces. Pro daný tvar magnetu jsou obvykle dva možné směry vyrovnání (např. skrz tloušťku vs. podél délky). Zákazník si musí vybrat na základě požadované cesty toku aplikace.
Vysvětlení axiální, diametrální a radiální magnetizace
Pro válcový magnet (výška H, průměr D):
Axiální magnetizace: magnetické póly na dvou kruhových plochách (sever na horní ploše, jih na spodní ploše). Pole je rovnoběžné s osou válce. Používá se ve spojkách s permanentními magnety, motorech s axiálním tokem a magnetických pružinách.
Diametrální magnetizace: magnetické póly na opačných stranách vnějšího povrchu válce (sever na jedné straně, jih 180 stupňů naproti). Pole je kolmé k ose a prochází přes průměr. Používá se v jednom-páru bezkomutátorových stejnosměrných motorů ventilátorů, snímačů Hallova efektu a malých rotačních kodérů.
Radiální magnetizace: speciálně pro prstencové magnety (OD, ID). Póly jsou na vnitřních a vnějších válcových plochách (sever na OD, jih na ID, nebo naopak). Tok proudí radiálně. Používá se ve vysokootáčkových rotorech s vícepólovými kroužky a v magnetických ložiskách.
Více{0}}pólové diametrální/radiální: magnety jsou magnetizovány s několika střídavými póly po obvodu (např. 4-pólové, 8pólové, 12pólové). Po lisování vyžaduje vícepólový magnetizační přípravek.
Kdy zvolit radiální magnetizaci pro vysokorychlostní-rotory
U vysokorychlostních rotorů s permanentními magnety (nad 20 000 ot./min.) jsou povrchové-magnety s obloukem vystaveny odstředivým silám. Vícepólový radiálně magnetizovaný prstencový magnet (jedno-dílný prstenec se střídavými póly na vnější straně) nemá lepené segmenty – jedná se o monolitický slinutý prstenec. Tím se eliminuje riziko odtržení segmentu. Radiální kroužky také vytvářejí hladší profil magnetického pole ve srovnání se segmentovanými oblouky, což snižuje zvlnění točivého momentu o 30–50 %.
Radiální prstence však vyžadují speciální magnetizační přípravky (cívky po obvodu prstence). Cena přípravku je vyšší (2000-5000 USD na počet pólů) než u axiálních/diametrálních magnetů, ale přípravek je opakovaně použitelný pro všechny kroužky stejných rozměrů a počtu pólů.
Pro průměry rotorů od 20 mm do 150 mm nabízíme radiálně magnetizované kroužky se 2 až 16 póly. Minimální tloušťka stěny: 3 mm pro spolehlivé slinování bez trhlin.
Jak směr magnetizace ovlivňuje vaše náklady na nástroje
Náklady na nástroje a výrobu se výrazně liší:
| Směr magnetizace | Složitost lisovacích nástrojů | Cena magnetizačního přípravku (pro zakázku) | Typický výtěžek (%) |
|---|---|---|---|
| Axiální (průchozí tloušťka) | Jednoduché (forma s paralelními deskami) | Nízká (300–500 USD) | 95-98% |
| Axiální (průchozí délka) pro bloky | Norma | Nízký | 92-96% |
| Diametrální na válci | Jednoduché, ale vyžaduje zvláštní orientaci | Střední (800–1500 USD) | 85-90 % (vyšší odmítnutí kvůli chybě zarovnání) |
| Radiální kroužek, jednopólový (ID/OD) | Komplexní (vyžaduje orientovaný tok prášku) | Střední (1000–2000 USD) | 80-85% |
| Radiální prstenec, vícepólový (4+ pólů) | Velmi složité | Vysoká (3000–6000 USD) | 70-80% |
| Vlastní úhel zadejte Halbach- | Pouze speciální nářadí | Vlastní příslušenství ($5000+) | 60-75% |
Pro prototypování doporučujeme použít izotropní vázané magnety nebo standardní magnetizaci na jednoduchých tvarech a poté přejít na anizotropní slinuté pro výrobu po ověření návrhu.
Pro vlastní magnety motoru vyžadující specifické směry magnetizace – axiální, diametrální, radiální nebo vícepólové- – navštivte naši produktovou stránku Rotor Magnet. Ke každé objednávce dodáváme magnetizační přípravky, které umožňují zkontrolovat polaritu před montáží.
Chcete-li projednat požadovaný tok a intenzitu pole vašeho motoru, kontaktujte náš technický tým. Provádíme ověření směru magnetizace pomocí Hallových sond a Helmholtzových cívek.
Často kladené otázky
Otázka: Mohu zmagnetizovat stejný neodymový prsten nejprve axiálně a poté diametrálně?
Odpověď: Ne. Jakmile magnet zmagnetizuje v jednom směru, zachová si tuto orientaci. Pokus o druhý směr magnetizace demagnetizuje materiál nebo vytvoří komplexní multi{2}}doménový stav s o 50 % nižším celkovým tokem.
Otázka: Jak určím směr magnetizace na výkresu pro vlastní blokový magnet?
Odpověď: Použijte na výkresu šipku označenou "Směr magnetizace". Zobrazte šipku vzhledem k rozměrům součásti. Poskytněte soubor 3D CAD (STEP nebo STL) se šipkou vymodelovanou jako referenční. Potvrzujeme zpětným výkresem.
Otázka: Jaký je maximální počet pólů, které můžete zmagnetizovat na radiálním kroužku o průměru 30 mm?
A: Až 16 pólů (22,5 stupně na pól). Minimální pólový oblouk: 5 mm na vnější straně. Pro vyšší počet pólů (např. 24 pólů na 30 mm vnějšího průměru) se magnetizovatelný materiál mezi póly příliš zužuje, což způsobuje vysoký únik. Ke kontrole použijte analýzu konečných prvků.
