Pielāgoti magnētiskie risinājumi: FEA izmantošana, lai novērstu demagnetizāciju

Slēgtā magnētiskajā ķēdē (piemēram, magnēts, kas iespiests starp tērauda jūgiem) caurlaidības koeficients (Pc) ir augsts, parasti 5-10. Magnēts darbojas demagnetizācijas līknes lineārajā apgabalā, tālu no ceļa. Demagnetizācijas risks ir zems pat paaugstinātā temperatūrā.

Atvērtā ķēdē (piemēram, magnēts tikai gaisā) Pc ir zems (0,1-0,5). Darbības punkts atrodas netālu no ceļa. Jebkurš pretējs lauks vai temperatūras paaugstināšanās var izraisīt neatgriezeniskus zaudējumus. Šī iemesla dēļ magnētiskie separatori un turēšanas ierīces izmanto tērauda polu gabalus, lai palielinātu datoru.

Pastāvīgā magnēta motorā rotora magnēti piedzīvo mainīgu Pc atkarībā no rotora stāvokļa un statora strāvas. Maksimālās slodzes laikā armatūras reakcijas demagnetizējošais lauks var samazināt vietējo Pc zem 1,0, radot demagnetizācijas risku magnēta malās.

FEA programmatūra (piemēram, Ansys Maxwell, JMAG, Motor{2}}CAD) aprēķina magnētiskā lauka vektoru katrā magnēta galīgajā elementā. Pēc tam lauku salīdzina ar BH līkni darba temperatūrā. Ja lauka lielums šajā punktā pārsniedz iekšējo koercitivitāti (Hcj), elements tiek uzskatīts par demagnetizētu.

Mēs simulējam trīs nosacījumus:

Nominālā slodze pie maksimālās apkārtējās vides temperatūras.

Pārslodze (2x vai 3x nominālā strāva) 10 sekundes.

Apstāšanās stāvoklis (nulles rotora ātrums, pieslēgts pilns spriegums).

Izvades kartes parāda demagnetizācijas procentus visā magnēta tilpumā. Parasti malas un stūri ir visneaizsargātākie. Pieņemamais slieksnis:<5% demagnetization after 1000 cycles; <2% for automotive or aerospace applications.

Ģeometriskās modifikācijas ievērojami samazina demagnetizācijas risku. Pievienojot 0,5–1,5 mm slīpumu vai rādiusu uz magnēta malām, tiek samazināta vietējā lauka koncentrācija. FEA nodrošina ātru iterāciju: viens inženieris var novērtēt 20–30 slīpuma variācijas dienā, savukārt katras iterācijas fiziskā pārbaude aizņemtu nedēļas.

Biezuma attiecība (magnēta biezums / gaisa spraugas garums) ietekmē arī demagnetizāciju. Noteiktam motoram magnēta biezuma palielināšana no 3 mm līdz 4 mm palielina datoru no 1,2 līdz 1,6, samazinot atmagnetizācijas risku par 40–50% tajā pašā darba temperatūrā. Tomēr biezāki magnēti palielina rotora inerci un materiāla izmaksas. FEA optimizē biezuma attiecību par minimālām izmaksām, vienlaikus saglabājot virs demagnetizācijas sliekšņa.

Pēc FEA optimizācijas izgatavojam fiziskos prototipus (5-10 gab.) un veicam atmagnetizācijas validāciju:

Izmēriet plūsmu istabas temperatūrā (Helmholca spole vai plūsmas mērītājs).

Uzkarsējiet bloku līdz maksimālajai darba temperatūrai 1 stundu.

Izmantojiet apgrieztā lauka impulsu vai darbiniet motoru pie pārslodzes.

Atdzesējiet līdz istabas temperatūrai un atkārtoti{0}}izmēriet plūsmu.

Neatgriezeniski zudumi=(flux_after - flux_fore) / flux_before × 100%. Korelācijai ar FEA jābūt 10-15% robežās. Ja neatbilstība pārsniedz 20%, mēs pilnveidojam simulāciju (piemēram, pievienojot materiāla īpašību izmaiņu efektu, ražošanas pielaides).

Pielāgotus magnētiskos risinājumus, kuriem nepieciešama FEA atmagnetizācijas analīze, tostarp IPM rotorus, spieķu{0}}tipa rotoru magnētus un magnētiskos savienojumus, lūdzu, skatiet mūsu galīgo elementu analīzes tehniskā atbalsta lapu mūsu vietnē. Mēs nodrošinām pilnus simulācijas pārskatus ar katru prototipu.

Lai pieprasītu demagnetizācijas riska novērtējumu jūsu esošajam vai plānotajam motora projektam, sazinieties ar mūsu FEA inženieru komandu. Nosūtiet savu statora strāvas viļņu formu, rotora izmērus, magnēta pakāpi un maksimālo temperatūru. Mēs atgriežam simulācijas atskaiti 3-5 darba dienu laikā.

J. Cik precīzi FEA prognozē demagnetizāciju, salīdzinot ar reālo{0}}motoru testēšanu?
A: ±10% robežās viendabīga magnēta īpašībām. Izmaiņas rodas no faktiskā magnēta Hcj partijas-līdz-partijai (±5%) un temperatūras mērījuma kļūdas. Mēs iesakām drošības rezervi 15% zem nominālā Hcj.

J: Vai varat simulēt Halbach bloka demagnetizāciju?
A: Jā. Halbach masīviem ir sarežģīti plūsmas ceļi, bet FEA tos apstrādā precīzi. Mēs specializējamies Halbach konfigurācijās lineārajiem motoriem un MRI gradienta spolēm.

J: Kāds ir minimālais magnēta biezums, lai izvairītos no demagnetizācijas 150 grādu PMSM režīmā?
A: Atkarīgs no gaisa spraugas un statora strāvas. Parasti virspusē-montējamam PMSM ar 1 mm gaisa spraugu un N35SH magnētiem minimālais biezums ir 3,5 mm. N42SH, 4,5 mm. Palaidiet FEA, lai iegūtu precīzu ģeometriju.