Synchronmotor

I. Die Kernpositionierungs- und Anpassungslogik von gesinterten NDFEB -Magneten für synchrone Motoren

(I) grundlegende Definition und Funktion
Gesinterte NDFEB -Magnete für Synchronmotor S, spezifisch gesinterte NDFEB -Magnete für Synchronmotoren, sind die zentrale magnetische Komponente von synchronen Motorrotoren. Ihr hochmagnetisches Energieprodukt bietet ein stabiles, dauerhaftes Magnetfeld mit hoher Intensität, das traditionelle elektrische Anregungsmethoden ersetzt. Dies stellt sicher, dass sich die Rotorgeschwindigkeit während des Betriebs mit dem rotierenden Magnetfeld des Stators synchronisiert und eine effiziente Energieumwandlung erreicht. Diese Magnete müssen vollständig mit der Rotorstruktur, Betriebstemperatur und Leistungsanforderungen des Synchronmotors kompatibel sein und sind Schlüsselkomponenten bei der Bestimmung der Stromdichte, der Effizienz und Zuverlässigkeit des Motors.

(Ii) Anpassungslogik für Synchronmotoren
Strukturanpassung: Abhängig vom Synchronmotor-Rotordesign (z. B. integriert, Oberflächenmontage oder Plug-In) müssen die Magnete in verschiedenen Formen wie Bögen, Trapezoiden und Rechtecken angepasst werden. Beispielsweise verwenden Oberflächenmontage-Rotoren häufig gebogene Magnete, die sich eng an der Rotoroberfläche haften und die magnetische Flussflüsse verringern. Innenrotoren verwenden häufig rechteckige oder Trapezmagnete, die durch Rillen im Rotorkern befestigt sind, um die Resistenz gegen Zentrifugalkräfte zu verbessern.

Leistungsanpassung: Unterschiedliche Motorradmächte erfordern erheblich unterschiedliche Magnetleistungsergebnisse. Kleine Präzisionssynchronmotoren (z. B. Servomotoren) erfordern Magnete mit hoher Koerzivität (HCJ ≥ 1500 ka/m), um der der Ankerreaktion verursachten Entsagnetisierung zu widerstehen. Hochleistungs-Synchronmotoren (wie in neuen Energiefahrzeugen verwendeten) benötigen sowohl ein hochmagnetisches Energieprodukt ((BH) max ≥ 350 kJ/m³) als auch eine Hochtemperaturstabilität, um sicherzustellen, dass die magnetische Leistung nicht unter hohen Belastungen abgebaut wird.

Umweltanpassung: Synchronmotoren arbeiten in verschiedenen Umgebungen (z. B. Industrieworkshops, neue Energiefahrzeuge und Luft- und Raumfahrt) mit unterschiedlichen Temperatur-, Feuchtigkeits- und Vibrationsbedingungen. Daher erfordern Magnete eine Oberflächenbehandlung (z. B. Nickel-Kupfer-Nickel-Elektroplatten und Epoxidbeschichtung) und die Zusammensetzungsoptimierung (Zugabe von Dyprosium und Terbium, um die Stabilität von Hochtemperaturen zu verbessern), um die Kompatibilität mit Betriebstemperaturen zwischen -40 ° C und komplexe Umgebungen mit hoher Dust und Sumentie zu gewährleisten.

Ii. Wichtige Leistungsindikatoren und technische Anforderungen für Sintered NDFEB -Magnete für Synchronmotoren

(I) Kernleistungsindikatoren

Magnetisches Energieprodukt (BH) Max: Dies bestimmt direkt die Leistungsdichte des Motors. Magnete in synchronen Motoren, die neue Energiefahrzeuge fahren, benötigen typischerweise einen BH-MAX von 380-450 kJ/m³. Dies ermöglicht ein starkes Magnetfeld innerhalb eines begrenzten Rotorvolumens, wodurch eine höhere Leistung für die gleiche Motorgröße ermöglicht wird. Magnete für kleine und mittelgroße industrielle Synchronmotoren haben typischerweise ein BH-Maximum von 280-350 kJ/m³, die Leistung und Kosten ausbalancieren.

Intrinsische Koerzität (HCJ): Dies ist ein Schlüsselindikator für die Widerstand gegen die Entmagnetisierung. Wenn ein synchroner Motor arbeitet, erzeugt die Statorankerei ein umgekehrtes Magnetfeld. Hohe HCJ-Magnete (z. B. Produkte mit hohem Temperaturqualität mit HCJ ≥ 2000 ka/m) können einen irreversiblen Abbau magnetischer Eigenschaften verhindern. Zum Beispiel bei motorischem Start oder Überlast halten hohe HCJ -Magnete ein stabiles Magnetfeld bei, um einen kontinuierlichen Motorbetrieb zu gewährleisten. Temperaturstabilität: gemessen durch Temperaturkoeffizienten (αBR und βHCJ). Herkömmliche synchrone Motormagnete benötigen αBR ≤ -0,12%/° C und βHCJ ≤ -0,6%/° C. Für Hochtemperaturanwendungen (wie Synchronmotoren von Luft- und Raumfahrt) muss αBR durch Zugabe von Dyprosium auf ≤ -0,10%/° C optimiert werden, um sicherzustellen, dass die magnetische Leistungsabschlüsselung bei Temperaturen zwischen 150 ° C und 180 ° C weniger als 10% beträgt.

Magnetische Gleichmäßigkeit: Magnetische Gleichmäßigkeit innerhalb einer Magnetestapel muss innerhalb von ± 3%gesteuert werden. Übermäßige Variationen der Magnetleistung können zu einer ungleichmäßigen Magnetfeldverteilung im Motorrotor führen, was zu Drehmomentschwankungen, erhöhtem motorischem Rauschen und erhöhtem Energieverbrauch führt. Dieser Einfluss ist besonders signifikant bei präzisionsbedingten Servo -synchronen Motoren. (Ii) besondere technische Anforderungen

Mechanische Festigkeit: Wenn sich synchrone Motoren mit hohen Geschwindigkeiten drehen (z. B. neue Motoren mit Energienfahrzeugen können Geschwindigkeiten von bis zu 15.000 U / min erreichen), müssen Magnete enormen Zentrifugalkräften standhalten. Daher müssen Magnete eine hohe Biegefestigkeit (≥25 MPa) und die Druckfestigkeit (≥ 800 MPa) besitzen, um den Magnetbruch während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs zu verhindern.
Dimensionsgenauigkeit: Magnetdimensionstoleranzen müssen innerhalb von ± 0,02 mm, insbesondere für gekrümmte Magnete, mit einer Krümmungstoleranz von ≤ 0,01 mm gesteuert werden. Übermäßige dimensionale Abweichungen können zu einer ungleichmäßigen Anpassung zwischen dem Magneten und dem Rotorkern führen, wodurch der magnetische Flusslauf und die Verringerung der motorischen Effizienz erhöht werden.

Korrosionsbeständigkeit: Zur Verwendung in feuchten und staubigen industriellen Umgebungen muss die Magnetoberfläche mit einer gleichmäßigen, dichten Schutzschicht überzogen werden. Beispielsweise muss eine Nickel-Kupfer-Nickel-Schicht mit einer Dicke von ≥ 15 μm angewendet werden. Die Magnete müssen außerdem einen 48-stündigen Salzspray-Test (neutrales Salzspray, 5% NaCl-Lösung) ohne Korrosion bestehen, um einen langfristigen stabilen Betrieb zu gewährleisten.

III. Wichtige Herstellungsprozesspunkte für gesinterte NDFEB -Magnete für Synchronmotoren

(I) individuellem Produktionsprozess

Zusammensetzungsdesign und Schmelzen: Das Verhältnis von Seltenerdelementen wird basierend auf den Temperatur- und Leistungsanforderungen des Synchronmotors angepasst. Beispielsweise erfordern Magnete mit hoher Temperaturqualität einen erhöhten Dyprosium-Gehalt (DY) von 3-5%, um die HCJ und die Temperaturstabilität zu verbessern. Konventionelle Magnete können den Einsatz schwerer Seltenerden reduzieren, um die Kosten auszugleichen. Das Schmelzen wird in einem Vakuuminduktionsofen durchgeführt, um eine gleichmäßige Legierungszusammensetzung zu gewährleisten und zu verhindern, dass Verunreinigungen die magnetischen Eigenschaften beeinflussen.

Pulver- und Magnetfeldorientierung: Wasserstoffquetscher (HD) in Kombination mit Luftstrahlmahlen wird verwendet, um ein gleichmäßiges Pulver von 2-5 μm zu erzeugen, um eine konsistente magnetische Domänenausrichtung zu gewährleisten. Während der Magnetfeldorientierungsstufe wird die Richtungsmagnetfeldrichtung basierend auf der Magnetform (z. B. Lichtbogenform oder Trapez) ausgelegt. Beispielsweise erfordern ARC-förmige Magnete eine Ausrichtung entlang der Bogen-Tangente, um sicherzustellen, dass die Magnetfeldrichtung mit dem Magnetfeldbedarf des Motorrotors übereinstimmt, wodurch die Magnetauslastung verbessert wird. Form- und Sintern: Formmethoden werden basierend auf der Rotorstruktur ausgewählt. Oberflächenmontierte gekrümmte Magnete werden unter Verwendung des isostatischen Drückens gebildet, um eine gleichmäßige Dichte zu gewährleisten (≥ 7,5 g/cm³); Eingebaute rechteckige Magnete werden unter Verwendung von Kompressionsformen geformt, um die Produktionseffizienz zu verbessern. Die Sintertemperatur wird zwischen 1050-1100 ° C kontrolliert und das inszenierte Halten (z. B. 4 Stunden 1080 ° C) verwendet, um die innere Porosität zu verringern und die mechanische Festigkeit zu verbessern.

Präzisionsbearbeitung und Oberflächenbehandlung: Zum Schleifen werden Diamantmahlen verwendet, um die dimensionale Genauigkeit und Oberflächenfinish (RA ≤ 0,8 μm) zu gewährleisten. Zur Krümmungsverarbeitung von gekrümmten Magneten wird ein dedizierter CNC -Mühle verwendet, um sicherzustellen, dass Krümmungstoleranzen die Anforderungen entsprechen. Die Oberflächenbehandlung wird basierend auf der Anwendungsumgebung ausgewählt. Die Elektroplierung von Nickel-Koper-Nickel wird häufig für Industriemotoren verwendet, während die Epoxidharzbeschichtung (Dicke ≥ 30 μm) häufig für neue Energiefahrzeugmotoren verwendet wird, um sowohl Korrosionsbeständigkeit als auch Isolationseigenschaften sicherzustellen. (Ii) Prozessschwierigkeiten und Lösungen

Hoch gleichmäßige Magnetfeldorientierung: ARC-förmige Magnete sind während der Orientierung für eine ungleichmäßige Magnetfeldverteilung anfällig. Durch die Optimierung der Magnetfeldpermeabilitätsstruktur der Orientierungsform und der Verwendung mehrpoliger Orientierungstechnologie sind die magnetischen Domänen in den Magneten gleichmäßig entlang der Zielrichtung ausgerichtet, wodurch die Magnetfeldgleichmäßigkeit verbessert wird.

Zentrifugalkraftwiderstand von Hochgeschwindigkeitsmotor-Magneten: Die Magnetdichte wird durch Einstellung des Sinterprozesses verbessert (z. B. erhöht die Sintertemperatur auf 1100 ° C und die Verlängerung der Haltezeit). Chamfers (R0.2-R0.5mm) sind an der Kontaktfläche zwischen Magnet und Rotorkern ausgelegt, um die Spannungskonzentration zu verringern und Bruch während der Hochgeschwindigkeitsrotation zu verhindern.

Dimensionsgenauigkeitsregelung: Hochvorbereitete CNC-Bearbeitungsgeräte (z. B. eine Mahlmaschine mit fünfachsigen Mahlzeiten) wird in Verbindung mit der Online-Dimensionsinspektion (Laserdurchmesser-Messer) verwendet, um die Echtzeitanpassung der Bearbeitungsparameter zu erhalten, um die Anforderungen an die motorischen Versammlungen zu erhalten. Mit über 30 Jahren Branchenerfahrung stellt Ningbo Jinlun Magnet Technology Co., Ltd. gesinterte NDFEB-Magnete für Synchronmotoren mit modernsten Dauermagnetenproduktionsgeräten (z. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung der Prozessparameter während des gesamten Prozesses, vom Schmelzen von Komponenten bis zur Präzisionsbearbeitung. Während des Magnetfeldorientierungsprozesses verwendet das Unternehmen beispielsweise unabhängig entwickelte mehrpolige Orientierungsformen, um die Magnetfeldgleichmäßigkeit innerhalb von ± 2% für Lichtbogenmagnete aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus kann das Unternehmen, die sein dediziertes F & E -Team nutzen, kundenspezifische Magnetformulierungen entwickeln, die auf die Leistung und Temperaturanforderungen verschiedener synchroner Motoren zugeschnitten sind. Beispielsweise bietet das Unternehmen High-HCJ (≥2200ka/m) und mit niedriger Temperature-zeeffizientem Hochtemperatur-Magneten für neue Motoren mit Energiefahrzeugen und erfüllt die hohen Anforderungen dieser Motoren.

Iv. Anwendungsszenarien und Wert von gesinterten NDFEB -Magneten für Synchronmotoren
(I) Hauptantragsbereiche
Neue Motoren mit Energy Vehicle Vehicle Drive: Permanente Magnet -Synchronmotoren (PMSM), die Kernleistung neuer Energiefahrzeuge, nutzen weit verbreitete NDFEB -Magnete. Beispielsweise verwenden reine Motoren mit reinen Fahrzeugantriebsmotoren häufig mit einem (BH) maximalen Oberflächenmontage mit einem (BH) von 400-450 kJ/m³) eine motorische Leistungsdichte von ≥ 4 kW/kg und verbessertes Fahrzeugbereich (z. B. die Zunahme der motorischen Effizienz um 8-10%). Ningbo Jinlun Magnet Technology Co., Ltd., ein professioneller Hersteller von Sintered NDFEB, bietet Antriebsmotormagnete an, die auf verschiedene Fahrzeugmodelle zugeschnitten sind. Durch die Optimierung der Magnetstruktur zur Reduzierung magnetischer Leckage hilft dies bei der Steigerung der motorischen Wirkungsgrad auf über 96%.

Synchronen Motoren für industrielle Servo: In Präzisionsmaschinenmaschine, Robotik und anderen Geräten erfordern synchronen Servo-Motoren eine hohe Präzisionsgeschwindigkeit und Positionskontrolle. Magnete müssen eine hohe Magnetizität und eine geringe Drehmomentwelligkeit aufweisen. Beispielsweise verwenden Werkzeugmaschinen -Servomotoren rechteckige Sinterndfeb -Magnete mit einem BH von ≥ 1800 ka/m, um die Positionierungsgenauigkeit von ± 0,001 mm zu gewährleisten, wodurch die Anforderungen an die Präzisionsbearbeitungsanforderungen erfüllt werden. Synchronmotoren von Windturbinen: Permanente Magnet -Synchronmotoren für große Windturbinen (über 1,5 MW) verwenden innere Sinterndfeb -Magnete mit einem (BH) max von ≥ 350 kJ/m³. Diese Motoren erzielen bei niedrigen Windgeschwindigkeiten eine hohe Effizienz und verbessern die Effizienz der Stromerzeugung um 5-8% im Vergleich zu herkömmlichen elektrisch angeregten Motoren und senken gleichzeitig die Wartungskosten für Anregungen.

Luft- und Raumfahrt -Synchronmotoren: Synchronmotoren in der Luft- und Raumfahrtindustrie (wie Satelliten -Einstellungskontrollmotoren) haben strenge Anforderungen an Magnetgewicht und Temperaturstabilität. Sie erfordern leichte, hochtemperaturgrade gesinterte NDFEB-Magnete mit einer Dichte von ≤ 7,5 g/cm³ und einer HCJ-Zerfallsrate von ≤ 5% bei 180 ° C, um einen stabilen Betrieb in extremen Umgebungen sicherzustellen. (Ii) Anwendungswert

Verbesserung der motorischen Effizienz: Das hohe magnetische Energieprodukt von gesinterten NDFEB -Magneten beseitigt die Notwendigkeit von Anregungsspulen in synchronen Motoren, wodurch Kupfer- und Eisenverluste reduziert werden. Dies steigert die motorische Effizienz auf 95-98% und übertrifft die 85-90% der konventionellen elektrisch angeregten Motoren signifikant. Dies reduziert den Energieverbrauch erheblich, insbesondere bei Anwendungen wie neuer Energiefahrzeuge und Windkrafterzeugung.

Reduzierung der Motorgröße: Die Hochleistungsdichtemagnete können die Größe der Synchronmotoren um 30-50% verringern und gleichzeitig den gleichen Leistungsausgang beibehalten. Beispielsweise hat ein herkömmlicher elektrisch angeregter Antriebsmotor ungefähr 20 l großer Größe, während ein permanenter Magnetsynchronmotor mit gesinterten NDFEB -Magneten auf 12 l reduziert werden kann, wodurch er für die kompakten Räume geeignet ist, die von neuen Energiefahrzeugen und kleinen industriellen Geräten erforderlich sind.

Reduzierung der Wartungskosten: Permanente Magnetsynchronmotoren haben keine Anregungswicklungen und Schlupfringe, wobei die Wartungsanforderungen aufgrund von Anregungssystemfehlern verringert werden. Darüber hinaus bieten gesinterte NDFEB-Magnete eine Lebensdauer von 10-15 Jahren (entsprechen der Motorlebensdauer) und senkt die Wartungskosten im gesamten Lebenszyklus des Geräts.