Введение

Сегодня, когда современная промышленность и технологии быстро развиваются, бесщеточные двигатели широко используются во многих областях благодаря своим преимуществам эффективности и надежности. Магнитный материал как основной компонент бесщеточного двигателя, преимущества и недостатки его производительности напрямую влияют на общую производительность двигателя. Традиционные магнитные материалы постепенно становятся бессильными в удовлетворении растущих потребностей двигателя в высокой производительности, появляются новые магнитные материалы, такие как неодимовый ферробор, что создает новые возможности и проблемы для развития бесщеточных двигателей.

Применение новых магнитных материалов, таких как неодимовый ферробор, в бесщеточных двигателях

Характеристики неодимового железо - борного материала

Неодимовый ферромагнитный бор - это редкоземельный материал с постоянным магнитом, с очень высоким остаточным магнетизмом, коэрцитивной силой и максимальным накоплением магнитной энергии. По сравнению с обычными ферритовыми материалами, такими как феррит, неодимовый ферробор способен генерировать более сильные магнитные поля, что позволяет бесщеточным двигателям достигать более высокой мощности при том же объеме и весе. В небольших бесщеточных двигателях использование неодимового железобетонного бора может значительно уменьшить размер двигателя, сохраняя или даже улучшая производительность двигателя, удовлетворяя тенденции миниатюризации и легкого развития электронного оборудования.

Примеры применения

В области потребительской электроники, таких как вибрационные двигатели смартфонов, приводные двигатели беспилотных летательных аппаратов и т. Д. Широко используются неодимовые ферроборные материалы. Эти двигатели должны обеспечивать достаточную мощность в ограниченном пространстве, а высокие магнитные свойства неодимового ферроборного материала позволяют двигателю эффективно преобразовывать электрическую энергию в механическую энергию для быстрого реагирования и точного управления. В области промышленной автоматизации бесщеточный двигатель на роботизированном суставе, используя неодимовый ферроборный материал, может обеспечить больший крутящий момент, сделать движение робота более гибким и точным, повысить эффективность производства и качество продукции.

Новый магнитный материал повышает магнитную энергию и эффективность двигателя, принцип плотности крутящего момента

Магнит повышается.

Высокий остаточный магнетизм и коэрцитивность новых магнитных материалов позволяют создавать более сильные магнитные взаимодействия между статором и ротором двигателя. Во время работы двигателя магнитное поле, создаваемое током обмотки статора, взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита ротора и заставляет ротор вращаться. Более сильное магнитное поле означает большую электромагнитную силу, которая улучшает выход крутящего момента двигателя. В то же время высокое магнитное накопление нового магнитного материала делает двигатель более компактным в конструкции, уменьшает длину магнитной цепи и магнитное сопротивление, улучшает использование магнитного потока, еще больше усиливает магнитную энергию двигателя.

Повышение эффективности

Из - за низкой коэрцитивной потери и высокой магнитной проницаемости нового магнитного материала потеря энергии двигателя во время работы значительно снижается. В традиционных магнитных материалах из - за таких явлений, как гистерезис и вихри, часть электрической энергии может быть потрачена впустую в тепловую энергию. Превосходная производительность новых магнитных материалов значительно уменьшает эти потери и повышает эффективность преобразования электрической энергии двигателя. Кроме того, более сильное магнитное поле также может уменьшить ток возбуждения двигателя, уменьшить потери меди двигателя, еще больше повысить общую эффективность двигателя.

Повышение плотности крутящего момента

Плотность крутящего момента относится к крутящему моменту, создаваемому единицей объема или веса двигателя. Применение новых магнитных материалов позволяет двигателю производить больший крутящий момент при том же объеме и весе, тем самым увеличивая плотность крутящего момента. Это имеет большое значение для некоторых сценариев применения, которые требуют более высокого пространства и веса, таких как аэрокосмическая промышленность, автомобили с новыми источниками энергии и другие области. В приводных двигателях новых энергетических транспортных средств использование новых магнитных материалов, таких как неодимовый ферробор, может улучшить ускорение и долговечность транспортного средства без увеличения объема и веса двигателя.

Эффективность новых магнитных материалов в особых условиях

высокотемпературная среда

В условиях высоких температур свойства магнитных материалов могут пострадать. Для неодимового железо - борного материала высокая температура может привести к снижению коэрцитивной силы, что делает производительность двигателя нестабильной. Чтобы улучшить производительность неодимового железо - борного материала в высокотемпературной среде, исследователи увеличили температуру Кюри и коэрцитивность материала, добавив некоторые легированные элементы, такие как диспрозий и америций. Улучшенный неодимовый ферроборный материал может поддерживать стабильную магнитную энергию при более высоких температурах, удовлетворяя требованиям некоторых высокотемпературных сценариев применения, таких как вспомогательные двигатели авиационных двигателей и приводные двигатели высокотемпературного промышленного оборудования.

Криогенная среда

В условиях низких температур также изменяются свойства новых магнитных материалов. Как правило, низкая температура увеличивает магнитную проницаемость магнитного материала и коэрцитивность. Однако, если температура слишком низкая, материал может столкнуться с такими проблемами, как увеличение хрупкости, мутация магнитной энергии. В настоящее время исследователи изучают, как оптимизировать состав и структуру новых магнитных материалов для повышения стабильности их работы в условиях низких температур. В некоторых областях применения при низких температурах, таких как полярное научно - исследовательское оборудование, криогенное холодильное оборудование и т.д., предъявляются более высокие требования к характеристикам бесщеточных двигателей в условиях низких температур, исследования и применение новых магнитных материалов будут оказывать мощную поддержку развитию этих областей.

Перспективы применения новых магнитных материалов в новых энергетических автомобилях, аэрокосмической и других областях

Новый энергетический автомобильный сектор

С быстрым развитием новых энергетических транспортных средств требования к производительности приводных двигателей становятся все выше и выше. Применение новых магнитных материалов может значительно повысить эффективность, плотность мощности и плотность крутящего момента двигателя, приводимого в движение новым энергетическим автомобилем, тем самым улучшая динамические характеристики и долговечность транспортного средства. В то же время миниатюризация и легкость двигателя также помогают уменьшить вес автомобиля и еще больше повысить энергоэффективность. В будущем, с постоянным прогрессом и снижением стоимости новых технологий магнитных материалов, их применение в области новых энергетических транспортных средств будет расширяться.

Воздушно - космическая сфера

В аэрокосмической сфере требования к надежности, эффективности и легкости двигателей чрезвычайно высоки. Высокие магнитные свойства и хорошие высокотемпературные свойства нового магнитного материала делают его идеальным вариантом для аэрокосмических двигателей. Среди ключевых компонентов, таких как рулевой двигатель самолета, топливный насос двигателя, бесщеточный двигатель, использующий новый магнитный материал, может повысить надежность и производительность системы. Кроме того, аэрокосмическая отрасль предъявляет строгие требования к пространственной адаптации и радиационной стойкости материалов, и исследователи изучают дальнейшие способы улучшения новых магнитных материалов для удовлетворения этих особых потребностей.

Выводы

Применение новых магнитных материалов, таких как неодимовый ферромагнитный бор, в бесщеточных двигателях принесло значительные результаты для улучшения производительности двигателя. Повышая магнитную энергию двигателя, эти материалы эффективно повышают эффективность двигателя и плотность крутящего момента, что делает его широко используемым во многих областях. Тем не менее, производительность новых магнитных материалов в особых условиях по - прежнему сталкивается с некоторыми проблемами, которые требуют дальнейших исследований и улучшений. Благодаря непрерывному научно - техническому прогрессу перспективы применения новых магнитных материалов в новых энергетических автомобилях, аэрокосмической и других областях очень широки, что обеспечит мощную техническую поддержку для развития этих областей. В то же время нам также необходимо обратить внимание на устойчивость ресурсов и стоимость новых магнитных материалов, содействовать здоровому и устойчивому развитию отрасли бесщеточных электродвигателей посредством технологических инноваций и скоординированного промышленного развития.