O desenvolvimento do motor de ímã permanente e sua aplicação em diversas áreas!

O motor de ímã permanente usa ímãs permanentes para gerar o campo magnético do motor, não requer bobinas de excitação ou corrente de excitação, possui alta eficiência e estrutura simples e é um bom motor de economia de energia.Com o advento de materiais magnéticos permanentes de alto desempenho e o rápido desenvolvimento da tecnologia de controle.A aplicação de motores de ímã permanente se tornará mais extensa.

640永磁电机的发展及在各个领域的应用!

A história de desenvolvimento do motor de ímã permanente
O desenvolvimento de motores de ímã permanente está intimamente relacionado ao desenvolvimento de materiais de ímã permanente.meu país é o primeiro do mundo a descobrir as propriedades magnéticas de materiais magnéticos permanentes e aplicá-las na prática.Há mais de dois mil anos, nosso país utilizou as propriedades magnéticas de materiais magnéticos permanentes para fazer uma bússola, que desempenhou um papel importante na navegação, nas forças armadas e em outros campos.Tornou-se uma das quatro grandes invenções do meu país antigo.
O primeiro motor do mundo, que apareceu na década de 1820, era um motor de ímã permanente com um campo magnético de excitação gerado por um ímã permanente.No entanto, o material magnético permanente utilizado naquela época era a magnetita natural (Fe3O4), que possui uma densidade de energia magnética muito baixa, e o motor feito a partir dele era volumoso e logo foi substituído por um motor de excitação elétrica.
Com o rápido desenvolvimento de vários motores e a invenção de magnetizadores de corrente, as pessoas realizaram pesquisas aprofundadas sobre o mecanismo, composição e tecnologia de fabricação de materiais de ímã permanente e descobriram sucessivamente aço carbono e aço de tungstênio (o produto de energia magnética máxima é de cerca de 2,7 kJ/m3), aço cobalto (o produto máximo de energia magnética é de cerca de 7,2 kJ/m3) e outros materiais de ímã permanente.
Em particular, os ímanes permanentes de AlNiCo que surgiram na década de 1930 (o produto máximo de energia magnética pode atingir 85 kJ/m3) e os ímanes permanentes de ferrite que surgiram na década de 1950 (o produto máximo de energia magnética pode agora atingir 40 kJ/m3) têm diversas propriedades magnéticas.Com a grande melhoria, vários micro e pequenos motores usaram excitação de ímã permanente.A potência dos motores de ímã permanente é tão pequena quanto alguns miliwatts e tão grande quanto dezenas de quilowatts.Eles são amplamente utilizados na produção militar, industrial e agrícola e na vida diária, e a produção aumentou acentuadamente.Correspondentemente, durante este período, foram feitos avanços na teoria de projeto, método de cálculo, magnetização e tecnologia de fabricação de motores de ímã permanente, e um conjunto de métodos de análise e pesquisa representados pelo diagrama de trabalho de ímãs permanentes foi formado.

640No entanto, a coercividade dos ímãs permanentes de AlNiCo é baixa

No entanto, a coercividade dos ímãs permanentes de AlNiCo é baixa (36-160 kA/m), e a densidade de remanência dos ímãs permanentes de ferrite não é alta (0,2-0,44 T), o que limita sua aplicação em motores.Até as décadas de 1960 e 1980, os ímãs permanentes de terras raras, cobalto e os ímãs permanentes de neodímio, ferro e boro (ambos chamados coletivamente de ímãs permanentes de terras raras) surgiram um após o outro, com sua alta densidade de remanência, alta coercividade, alto produto de energia magnética e desmagnetização linear. curva.As excelentes propriedades magnéticas do motor de ímã permanente são especialmente adequadas para a fabricação de motores elétricos, de modo que o desenvolvimento de motores de ímã permanente entrou em um novo período histórico.
Características e aplicações de motores de ímã permanente
Em comparação com os motores de excitação elétrica tradicionais, os motores de ímã permanente, especialmente os motores de ímã permanente de terras raras, têm vantagens óbvias, como estrutura simples e operação confiável;tamanho pequeno e peso leve;baixa perda e alta eficiência;a forma e o tamanho do motor podem ser flexíveis e diversos..Portanto, a gama de aplicações é extremamente ampla, abrangendo quase todas as áreas aeroespacial, defesa nacional, produção industrial e agrícola e vida cotidiana.As principais características de vários motores típicos de ímã permanente e suas principais aplicações são descritas abaixo.
Comparado com o gerador tradicional, o gerador síncrono de ímã permanente do gerador de ímã permanente de terras raras não precisa de um anel coletor e um dispositivo de escova, e possui uma estrutura simples e reduz a taxa de falhas.O uso de ímãs permanentes de terras raras também pode aumentar a densidade magnética do entreferro, aumentar a velocidade do motor para o valor ideal e melhorar a relação potência-massa.Quase todos os geradores usados ​​na aviação e aeroespacial contemporâneas usam geradores de ímã permanente de terras raras.Seus produtos típicos são geradores síncronos de ímã permanente de cobalto de terras raras de 150 kVA, 14 pólos, 12.000 r/min ~ 21.000 r/min e 100 kVA, 60.000 r/min, fabricados pela General Electric Company dos Estados Unidos.O primeiro motor de ímã permanente de terras raras desenvolvido na China é um gerador de ímã permanente de 3 kW e 20.000 rpm.

640O gerador de ímã permanente também é usado como excitador auxiliar do gerador de turbina a vapor de grande escala.

O gerador de ímã permanente também é usado como excitador auxiliar do gerador de turbina a vapor de grande escala.Na década de 1980, meu país desenvolveu com sucesso a excitatriz auxiliar de ímã permanente de terras raras de 40 kVA ~ 160 kVA com a maior capacidade do mundo naquela época.Melhore significativamente a confiabilidade da operação da central elétrica.
Actualmente, pequenos geradores movidos por motores de combustão interna para fontes de energia independentes, geradores de ímanes permanentes para veículos e pequenos geradores eólicos de ímanes permanentes accionados directamente por turbinas eólicas estão a ser gradualmente promovidos.
O importante papel dos motores de ímã permanente em vários campos de aplicação
1 Motores de ímã permanente de terras raras com economia de energia são usados ​​​​principalmente para consumo, como motores síncronos de ímã permanente de terras raras para indústrias têxteis e de fibras químicas, petróleo, mineração, motores síncronos de ímã permanente de terras raras em máquinas de transporte de minas de carvão, ímã permanente de terras raras motores síncronos para acionar diversas bombas e ventiladores.
2 Vários motores de ímã permanente de terras raras são usados ​​por vários tipos de veículos (carros, motocicletas, trens), e os motores de ímã permanente de terras raras são o maior mercado.Segundo as estatísticas, cerca de 70% dos motores de ímã permanente de terras raras são usados ​​em veículos.Para carros de luxo, existem mais de 70 conjuntos de motores para diversas aplicações.Como os requisitos de vários motores de automóveis são diferentes, a seleção de materiais de ímã permanente é diferente.Os ímãs do motor são usados ​​em condicionadores de ar, ventiladores e vidros elétricos.Do ponto de vista do preço, as vantagens da ferrite continuarão no futuro.Bobinas de ignição, acionamentos e sensores ainda usam ímãs sinterizados Sm-Co.Além disso, as autopeças, mas também os veículos elétricos, não podem ser ignorados, como veículos elétricos híbridos (HEV) e ecologicamente corretos (EV).
3 Motor de ímã permanente de terras raras Sistema servo AC Um conjunto de máquinas de integração eletromecânica com sistema eletrônico de alto desempenho e controle de velocidade.O sistema é um corpo de motor síncrono de ímã permanente autocontrolado.O sistema é utilizado no desenvolvimento de máquinas-ferramentas CNC, tecnologia de fabricação flexível;e também em veículos eléctricos, em vez de veículos tradicionais movidos a energia térmica, para a liberdade de emissões dos veículos.O motor de ímã permanente de terras raras é uma indústria promissora de alta tecnologia.
4 O novo campo é principalmente para o suporte do sistema de controle de velocidade de frequência variável do motor síncrono de ímã permanente de terras raras de baixa potência para novos condicionadores de ar e refrigeradores, dispositivos elétricos sem fio para vários micro motores DC de ímã permanente de terras raras, ímã permanente de terras raras sem escova Motores DC são instrumentos com potências diferentes.Esses motores também são muito procurados.
5 Materiais magnéticos permanentes de terras raras com vantagens em aplicações aeroespaciais os tornam muito adequados para aplicações em motores aeronáuticos.Embora existam algumas aplicações de motores de ímã permanente de terras raras no ar (como tensão de gerador e proteção contra curto-circuito, etc.), especialistas nacionais e estrangeiros concordam que motores de ímã permanente de terras raras são uma importante direção de desenvolvimento para uma nova geração de motores aeronáuticos.

questão de custo

 

Motores de ímã permanente de ferrite, especialmente motores CC de ímã permanente em miniatura, têm sido amplamente utilizados devido à sua estrutura e processo simples, massa reduzida e custo total geralmente mais baixo do que os motores de excitação elétrica.Como os ímãs permanentes de terras raras ainda são relativamente caros atualmente, o custo dos motores de ímãs permanentes de terras raras é geralmente mais alto do que o dos motores de excitação elétrica, o que precisa ser compensado por seu alto desempenho e economia de custos operacionais.

 

Em algumas ocasiões, como motores de bobina de voz de unidades de disco de computador, o desempenho dos ímãs permanentes NdFeB é melhorado, o volume e a massa são significativamente reduzidos e o custo total é reduzido.No projeto, é necessário comparar o desempenho e o preço de acordo com as ocasiões e requisitos específicos de uso para decidir a escolha, mas também inovar o processo estrutural e a otimização do projeto para reduzir o custo.


Horário da postagem: 20 de junho de 2022