انواع آهنرباهای موتور چیست؟

با توسعه بازار، مواد مغناطیسی به طور گسترده ای در تجهیزات صنعتی استفاده می شود. تا کنون موتورها بیشترین کاربرد را در زمینه صنعتی دارند. آهنرباهای دائمی جزء اصلی اصلی موتورهای آهنربای دائم هستند. در مقایسه با موتورهای سنتی، موتورهای دارای آهنرباهای دائمی دارای مزایای بازده بالا، گشتاور زیاد و سرعت ثابت با بار هستند. در مقایسه با موتورهای سنکرون، آنها می توانند جریان کمتری مصرف کنند.
1. آهنربای موتور فریت
آهنربای دائمی فریت ارزانترین آهنربا در بین مواد مغناطیسی است. در مقایسه با سایر مواد مغناطیسی، عملکرد مغناطیسی نسبتاً کمی دارد، اما توانایی ضد مغناطیس زدایی قوی و مقاومت در برابر خوردگی عالی دارد. اغلب در موتورهای DC استفاده می شود.
دمای عملیاتی
حداکثر دمای کاری آهنرباهای فریت حدود 250 درجه سانتیگراد یا بالاتر و دمای کوری حدود 450 درجه سانتیگراد است.
خوردگی خوب
آهنرباهای فریتی مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند و معمولاً نیازی به پوشش یا آبکاری ندارند.
2. آهنربای موتور NdFeB
آهنرباهای دائمی NdFeB رایج ترین آهنرباهای مورد استفاده در موتورهای کششی برای خودروهای هیبریدی و الکتریکی هستند. آهنرباهای پر انرژی NdFeB موتور را تا حد امکان کوچک، سبک، فشرده و کارآمد نگه می دارند.
تاثیر دمای کار
در مقایسه با سایر آهنرباهای دائمی، آهنرباهای NdFeB مقاومت دمایی ضعیفی دارند. از آنجا که آهنرباهای نئودیمیم دارای ضریب منفی هستند، نیروی اجباری و چگالی انرژی مغناطیسی آنها (BHmax) با دما کاهش می یابد. حداکثر دمای سرویس آنها از 60 درجه تا 220 درجه متغیر است و دمای کوری آنها از 310-370 درجه متغیر است. با این حال، آنها می توانند دیسپروزیم (Dy) یا تربیوم (Tb) را برای سرکوب تخریب عملکرد به دلیل تغییرات دما اضافه کنند. اما این امر آهنرباها را گرانتر می کند.
موتورهای کششی در وسایل نقلیه هیبریدی و الکتریکی، وسایل نقلیه ریلی و تجهیزات صنعتی در دماهای نسبتاً بالا کار می کنند. بنابراین، آهنرباهای نئودیمیوم مقاوم در برابر دمای بالا اغلب در این کاربردها استفاده می شوند.
مشکل خوردگی
آهنرباهای نئودیمیم در صورتی که توسط یک پوشش محافظت نشوند، مقاومت در برابر خوردگی ضعیفی دارند. در عین حال، اگر فرآیند پیش تصفیه مناسب رعایت نشود، از داخل به بیرون نیز خورده می شوند. به طور معمول، آبکاری چند لایه نیکل-مس-نیکل اعمال می شود. اما برای کاربردهای موتوری بیشتر از پوشش های اپوکسی و روی استفاده می شود. علاوه بر این، یکی دیگر از درمان‌های سطحی جدید، everlube، نیز می‌تواند در محیط‌های مقاوم در برابر رطوبت بالا و اسپری نمک استفاده شود.
3. آهنربای موتور SmCo
آهنرباهای کبالت ساماریوم آهنرباهای دائمی خاکی کمیاب هستند که شکننده و مستعد ترک خوردن و خرد شدن هستند. آنها در دو "سری"، آهنرباهای SmCo5 و آهنرباهای Sm2Co17 عرضه می شوند.
پایداری دمایی خوب
در دمای معمولی کارکرد، آهنرباهای کبالت ساماریوم از قوی‌ترین آهنرباهای نئودیمیوم مقاوم در برابر حرارت که در حال حاضر در موتورهای الکتریکی استفاده می‌شوند، بهتر عمل می‌کنند. حداکثر محدوده دمای عملیاتی 250 تا 350 درجه است. محدوده دمای کوری 700 تا 800 درجه است.
توانایی ضد خوردگی و ضد اکسیداسیون قوی
آهنرباهای کبالت ساماریوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارند (مگنت های نئودیمیومی ندارند). بیشتر کاربردها نیازی به آبکاری یا پوشش سطحی ندارند، که آنها را برای کاربردهای پزشکی نیز مفید می کند.
طیف گسترده ای از منابع تامین
برخلاف آهنرباهای نئودیمیم که برای عملکرد در دماهای متوسط ​​به مقادیر زیادی از دیسپروزیوم کمیاب (Dy) نیاز دارند، آهنرباهای کبالت ساماریم از طیف وسیع تری از مواد استفاده می کنند و ذاتاً در دماهای بسیار بالاتر از نقطه کوری جنس آهنرباهای NdFeB متخلخل پایدار هستند. این باعث می‌شود قیمت آهن‌رباهای SmCo پایدارتر و کمتر مستعد تغییرات بازار باشد.
4. آهنربای موتور آلنیکو
مواد آهنربای دائم Alnico اولین ماده مغناطیسی دائمی است که به طور گسترده استفاده می شود و فرآیند آماده سازی و فناوری آن نسبتاً بالغ است. دمای کوری در میان مواد آهنربای دائم فعلی بالاترین است. ویژگی آن این است که از مزایای آهنرباهای AlNiCo ماندگاری بالا (تا 1.35T) و ضریب دمای پایین است. هنگامی که ضریب دما -0.02 درصد / درجه باشد، حداکثر دمای عملیاتی می تواند به حدود 520 درجه برسد. نقطه ضعف آن این است که نیروی اجباری بسیار کم است (معمولاً کمتر از 160 کیلو آمپر بر متر)، و منحنی مغناطیس زدایی غیرخطی است، بنابراین آهنربای آلنیکو به راحتی مغناطیسی و مغناطیسی می شود.
توانایی ضد خوردگی و ضد اکسیداسیون قوی
Alnico دارای قابلیت ضد خوردگی قوی است و سطح آن نیازی به آبکاری الکتریکی ندارد.
در حال حاضر، چهار نوع اصلی آهنرباهای تجاری وجود دارد: بور آهن نئودیمیم (NdFeB)، کبالت ساماریوم (SmCo)، کبالت نیکل آلومینیوم (AlNiCo) و فریت (فریت). از جمله فریت، کبالت ساماریوم خاکی کمیاب و آهنرباهای نئودیمیم می توان در موتورهای آهنربای دائمی و کاربردهای آهنربای خودرو استفاده کرد.
هنگام طراحی یک موتور، انتخاب آهنربا تأثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی موتور و هزینه پروژه دارد. بنابراین باید بدانید که چگونه آهنربای مناسب برای موتور خود را انتخاب کنید.