Pochopení nárůstu provozní teploty v důsledku ztrát vířivými proudy
U statorových magnetů (magnety namontované na statoru motoru PM nebo generátoru) se magnetické pole střídá s elektrickou frekvencí. To indukuje vířivé proudy v materiálu magnetu a vytváří teplo. Pro 4-pólový motor běžící při 6000 ot./min je elektrická frekvence 200 Hz. Ztráty vířivými proudy v pevných magnetech SmCo mohou zvýšit teplotu magnetu o 30-60 stupňů nad okolní teplotu, v závislosti na tloušťce a vodivosti magnetu.
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Hz), používá se slinutý SmCo s elektrickým odporem 80-100 μΩ·cm (oproti 50-60 μΩ·cm pro NdFeB).
Proč je společnost SmCo nenahraditelná v extrémních-tepelných motorech
Magnety NdFeB nad 220 stupňů (i s třídami EH nebo AH) trpí rychlou nevratnou demagnetizací v důsledku difúze hranic zrn těžkých vzácných zemin. SmCo s Curieovou teplotou 750-800 stupňů nevykazuje žádnou fázovou transformaci pod 400 stupňů. Mezi aplikace, které nařizují SmCo, patří:
Letecké pohony: nepřetržitý provoz 250 stupňů, přežití při 350 stupních po dobu 30 minut.
Motory pro spádové vrtání (ropa a plyn): okolní 200 stupňů + vlastní-ohřev na 280 stupňů .
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 stupňů.
Vysokorychlostní vřetenové motory (20 000–60 000 ot./min): větrné vytápění + vířivé proudy.
V těchto prostředích by použití NdFeB vyžadovalo drahé kapalinové chlazení nebo by vedlo ke katastrofálnímu selhání během několika hodin.
Definování vratných teplotních koeficientů a nevratných ztrát
Reverzibilní ztráta: změna Br s teplotou, která se vrací po ochlazení. SmCo's (teplotní koeficient Br) je -0,03 až -0,04 %/stupeň, což znamená, že zvýšení o 200 stupňů snižuje Br o 6-8 %. Tato ztráta se obnoví při pokojové teplotě.
Nevratná ztráta: trvalá ztráta v důsledku metalurgických změn nebo částečné demagnetizace. Pro SmCo pod 350 stupňů je nevratná ztráta zanedbatelná (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >12 kOe při 300 stupních.
Sladění tepelného designu motoru se správným stupněm magnetu
Tepelný návrh motoru musí zohledňovat:
Maximální trvalá teplota magnetu (okolí + nárůst teploty).
Krátkodobá špička-teploty (přetížení nebo zablokování).
Způsob chlazení (vzduch, vodní plášť, olejový sprej nebo pasivní).
Poskytujeme matici výběru stupňů:
| Maximální teplota magnetu (stupně) | Doporučený stupeň SmCo | Hcj min @ teplota (kOe) | Typický typ motoru |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (třída 18) | 5-8 | Všeobecný průmysl,-citlivý na náklady |
| 200-280 | Sm2Co17 (třída 24) | 8-12 | Vysoký-točivý moment serva, trakce |
| 280-350 | Sm2Co17 (stupeň 28 s V) | 12-18 | Letecký a kosmický průmysl, dole, extrémní zátěž |
| >350 | AlNiCo (obsazení) | N/A (bez rizika demag) | Specializované (žádné SmCo nad 350 stupňů kontinuálně) |
Pro výrobce průmyslových motorů, kteří vyžadují statorové magnety SmCo nebo kompletní sestavy rotorů s oblouky SmCo, navštivte naše stránky s magnety statoru a magnety Samarium cobalt na našem webu. Dodáváme plně segmentované magnety pro snížení ztrát vířivými proudy.
Chcete-li požádat o tepelnou simulaci a doporučení jakosti pro váš motor – včetně očekávané okolní teploty, pracovního cyklu a způsobu chlazení – kontaktujte náš tým motorových inženýrů.
Často kladené otázky
Otázka: Lze magnety SmCo obrábět v úzkých tolerancích, jako je ±0,03 mm?
Odpověď: Ano, ale SmCo je tvrdší a křehčí než NdFeB. Používáme diamantové brusné kotouče. Očekávejte o 10–15 % vyšší náklady na obrábění než u NdFeB. Tolerance ±0,05 mm jsou standardní; ±0,02 mm k dispozici za prémiovou cenu.
Otázka: Vyžadují magnety SmCo povlak pro ochranu proti korozi?
Odpověď: SmCo má vynikající odolnost proti korozi v suchém nebo mírně vlhkém prostředí. Pro vystavení působení slané vody nebo chemikálií doporučujeme tenký povlak Ni-Cu-Ni (10–15μm) nebo parylen. Většina průmyslových motorů s utěsněnými pouzdry nevyžaduje žádnou povrchovou úpravu.
Otázka: Jaká je dodací lhůta pro vlastní obloukové segmenty SmCo (OD 80 mm, ID 70 mm, délka 50 mm)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 ks). Náklady na nástroje: 800-1200 $ za segmentovou matrici.
