Comprendere l'aumento della temperatura operativa dovuto alle perdite di correnti parassite
Nei magneti dello statore (magneti montati sullo statore di un motore o generatore PM), il campo magnetico si alterna alla frequenza elettrica. Ciò induce correnti parassite nel materiale del magnete, generando calore. Per un motore a 4 poli funzionante a 6000 giri/min, la frequenza elettrica è 200 Hz. Le perdite di correnti parassite nei magneti SmCo solidi possono aumentare la temperatura del magnete di 30-60 gradi rispetto alla temperatura ambiente, a seconda dello spessore del magnete e della conduttività.
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Hz), viene utilizzato SmCo sinterizzato con resistività elettrica di 80-100 μΩ·cm (rispetto a 50-60 μΩ·cm per NdFeB).
Perché SmCo è insostituibile nei motori-termici estremi
I magneti NdFeB superiori a 220 gradi (anche con i gradi EH o AH) subiscono una rapida smagnetizzazione irreversibile a causa della diffusione dei pesanti bordi dei grani delle terre rare. SmCo, con temperatura Curie di 750-800 gradi, non mostra alcuna trasformazione di fase inferiore a 400 gradi. Le applicazioni che richiedono SmCo includono:
Attuatori aerospaziali: funzionamento continuo a 250 gradi, sopravvivenza a 350 gradi per 30 minuti.
Motori di perforazione a fondo pozzo (petrolio e gas): temperatura ambiente 200 gradi + auto-riscaldamento fino a 280 gradi.
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 gradi.
Motori mandrino ad alta-velocità (20.000-60.000 giri/min): riscaldamento del vento + correnti parassite.
In questi ambienti, l’utilizzo di NdFeB richiederebbe un costoso raffreddamento a liquido o comporterebbe guasti catastrofici in poche ore.
Definizione di coefficienti di temperatura reversibili e perdite irreversibili
Perdita reversibile: la variazione di Br con la temperatura che ritorna quando si raffredda. Il coefficiente di temperatura di SmCo (coefficiente di temperatura di Br) è compreso tra -0,03 e -0,04%/grado, il che significa che un aumento di 200 gradi riduce il Br del 6-8%. Questa perdita viene recuperata a temperatura ambiente.
Perdita irreversibile: perdita permanente dovuta a cambiamenti metallurgici o smagnetizzazione parziale. Per SmCo inferiore a 350 gradi, la perdita irreversibile è trascurabile (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >12 kOe a 300 gradi.
Allineamento della progettazione termica del motore con il giusto grado del magnete
La progettazione termica del motore deve tenere conto di:
Temperatura massima continua del magnete (ambiente + aumento della temperatura).
Temperatura di picco a breve termine-(condizioni di sovraccarico o stallo).
Metodo di raffreddamento (aria, camicia d'acqua, spruzzo d'olio o passivo).
Forniamo una matrice di selezione del grado:
| Temperatura massima del magnete (gradi) | Grado SmCo consigliato | Hcj min @ temp (kOe) | Tipo di motore tipico |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (grado 18) | 5-8 | Settore industriale generale,-sensibile ai costi |
| 200-280 | Sm2Co17 (grado 24) | 8-12 | Servo a coppia elevata-e trazione |
| 280-350 | Sm2Co17 (grado 28 con V) | 12-18 | Aerospaziale, downhole, compiti estremi |
| >350 | AlNiCo (fuso) | N/A (nessun rischio di demagogamento) | Specializzato (nessuna SmCo sopra i 350 gradi continui) |
Per i produttori di motori industriali che richiedono magneti statorici SmCo o gruppi rotorici completi con archi SmCo, visitare le nostre pagine sui magneti statorici e sui magneti in samario-cobalto sul nostro sito web. Forniamo magneti completamente segmentati per ridurre le perdite di correnti parassite.
Per richiedere una simulazione termica e una raccomandazione sulla qualità del tuo motore, inclusa la temperatura ambiente prevista, il ciclo di lavoro e il metodo di raffreddamento, contatta il nostro team di ingegneri del motore.
Domande frequenti
D: I magneti SmCo possono essere lavorati con tolleranze strette come ±0,03 mm?
R: Sì, ma SmCo è più duro e fragile di NdFeB. Utilizziamo mole diamantate. Aspettatevi costi di lavorazione più alti del 10-15% rispetto a NdFeB. Le tolleranze ±0,05 mm sono standard; ±0,02 mm disponibile con prezzo premium.
D: I magneti SmCo richiedono un rivestimento per la protezione dalla corrosione?
R: SmCo ha un'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti secchi o leggermente umidi. In caso di nebbia salina o esposizione chimica, consigliamo un sottile rivestimento Ni-Cu-Ni (10-15μm) o parilene. La maggior parte dei motori industriali con alloggiamenti sigillati non richiede rivestimento.
D: Qual è il tempo di consegna per i segmenti di arco SmCo personalizzati (diametro esterno 80 mm, diametro interno 70 mm, lunghezza 50 mm)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 pezzi). Costo dell'attrezzatura: $ 800-1200 per la matrice del segmento.
