Mar 13, 2024

永久磁石モーターの磁石

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希土類永久磁石の最大の応用分野は、永久磁石モーター。モーターは一般にモーターとして知られています。広義のモーターには、電気エネルギーを機械エネルギーに変換するモーターと、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機が含まれます。モーターであれ発電機であれ、電気機器の基本原理として電磁誘導の法則や電磁力の法則が使われています。エアギャップ磁界はモーターの動作原理の前提です。電気励起により発生するエアギャップ磁界を誘導モータ、永久磁石により発生するエアギャップ磁界を永久磁石モータと呼びます。
永久磁石モータのエアギャップ磁界は永久磁石によって生成されます。追加の電気エネルギーを加えたり、追加の巻線を追加したりする必要はありません。したがって、誘導電動機と比較した永久磁石電動機の最大の利点は、高効率、省エネ、小型、構造が簡単であることです。したがって、永久磁石モーター、特にさまざまなタイプの小型マイクロモーターにおけるマグネトの応用は非常に広範囲です。

下の図は、永久磁石 DC モーターの単純な動作原理モデルです。 2 つの永久磁石が中央コイルに磁場を生成します。コイルに電流を流すと磁界による電磁力(左手の法則)が発生し、コイルが回転します。モーター 回転する部分をローター、動かない部分をステーターと呼びます。下の写真の永久磁石はステーターに属し、コイルはローターに属します。

permanent magnet DC motor

permanent magnet DC motor


回転電機において、永久磁石が固定子の場合、タイル状磁石の形状は、通常、外弧面実装型となり、ケーシングに取り付けられる。永久磁石がロータの場合、その形状は通常、ロータコアに取り付けられる内側円弧面実装タイル状磁石である。 、または角型のローターコアに埋め込まれています。
リニアモーターの場合、永久磁石は主に正方形と平行四辺形です。円筒形リニア モーターも軸方向に磁化されたリング磁石を使用します。

Magnets in Permanent Magnet Motors

Magnets in Permanent Magnet Motors

Magnets in Permanent Magnet Motors

 

永久磁石モーターの磁石には次のような特徴があります。
1. 形状はそれほど複雑ではなく(VCMモーターなど一部のマイクロモーターを除く)、長方形、タイル状、扇形、パン状などがほとんどです。特にモーター設計のコストを削減するという前提の下では、多くの場合、埋め込み角形磁石が使用されます。鋼鉄;
2. 着磁は比較的単純で、基本的には単極着磁であり、組み立て後には多極の磁気回路が形成されます。 NdFeB 磁性リングやホットプレスされた磁性リングを結合するなど、リング全体を作成する場合は、一般に多極放射磁化が使用されます。
3. 中心となる技術要件は、主に高温安定性、磁束の一貫性、および適応性です。表面に取り付けられたローター磁石には、接着剤との良好な親和性が必要です。リニアモーターの磁石には、塩水噴霧に対する比較的厳しい要件があります。風力発電用の電磁鋼板には塩水噴霧の要件がさらに厳しくなり、駆動モーターの磁石には非常に優れた高温安定性が必要になります。
4. 磁気エネルギー製品は中グレードと低グレードの両方で使用されますが、保磁力は中~高レベルのものがほとんどです。現在、電気自動車の駆動モーターの磁性鋼材グレードは、主に 45UH、48UH、50UH、42EH などの高磁気エネルギー製品と高保磁力製品です。 、45EH など、成熟した拡散技術が不可欠です。
5. 分割ボンド磁石は高温モーターの分野で広く使用されています。目的は、磁石のセグメント絶縁を改善し、モーター運転時の磁石の渦電流損失を低減することです。一部の磁石も表面に現れます。絶縁性を高めるためにエポキシコーティングを追加します。

 

モーター磁石の主要なテスト項目:
1. 高温安定性。一部の顧客は開路磁気減衰測定を必要とし、一部の顧客は半開路磁気減衰測定を必要とします。モーターの動作中、磁石は高温に耐えるだけでなく、交流逆磁場にも耐える必要があるため、完成品の磁気減衰と母材の高温減磁曲線をテストして監視する必要があります。
2. 磁束の一貫性。磁性鋼は、モーターのローターまたはステーターの磁界源です。一貫性に差があると、モーターの振動や出力の低下が発生し、モーターの機能全体に影響を与えます。したがって、モーターの磁石には一般に磁束の一貫性に関する要件があり、5% を必要とするものもあります。中には 3% または 2% を必要とするものもあります。残留磁気の均一性、公差の均一性、面取りコーティングの均一性など、磁束の均一性に影響を与える要素を考慮する必要があります。
3. 適応性。表面実装型磁石はタイル状のものがほとんどです。角度とラジアンの従来の 2 次元テスト方法では、誤差が大きかったり、テストが困難でした。現時点では、その適応性を考慮する必要があります。密集して配置された一部の磁石では蓄積ギャップを制御する必要があり、一部のあり溝表面実装磁石ではアセンブリの気密性を考慮する必要があります。磁石の適合性をテストするには、お客様の組み立て方法に合わせて倣い治具を自作するのが最適です。

 

調達担当者は次の点に注意する必要があります。
1. レアアース市場。磁石はモーターの最大の単一コスト部品として、常にモーターのコスト削減の主な原因となってきました。モーターマグネットは形状が比較的単純なため、材料費が最も大きな割合を占めます。調達担当者は常にレアアース金属に注意を払う必要があります。モーター用磁石の価格動向を理解するための市場状況。
2. パフォーマンス指標。磁石鋼は形状が比較的単純であり、材料費の占める割合が大きい。したがって、性能指標のレベルは磁石鋼中の重希土類の量に直接影響し、それによって磁石鋼のコストに直接影響します。
3. 数量。ほとんどのモーター磁石は比較的大きく、長さは 10 mm から 100 mm 以上の範囲にあります。 1つのブランクから生産できる個数は多くないため、需要が大きくない場合は在庫ブランクの無駄が多くなり、固定金型の生産が必要となるため、金型代の按分の問題によりコストが高くなります。

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