נקודות הפעלה במעגלים מגנטיים סגורים לעומת פתוחים
במעגל מגנטי סגור (לדוגמה, מגנט הכרוך בין עול פלדה), מקדם הפרמיאנס (Pc) גבוה, בדרך כלל 5-10. המגנט פועל באזור הליניארי של עקומת הדה-מגנטיזציה, הרחק מהברך. הסיכון לדה-מגנטיזציה נמוך אפילו בטמפרטורות גבוהות.
במעגל פתוח (למשל, מגנט לבד באוויר), Pc נמוך (0.1-0.5). נקודת הניתוח נמצאת ליד הברך. כל שדה או עליית טמפרטורה מנוגדת יכולה לדחוף אותו לאובדן בלתי הפיך. מסיבה זו, מפרידים מגנטיים והתקני אחיזה משתמשים בחלקי מוט פלדה כדי להגדיל את ה-Pc.
במנוע מגנט קבוע, מגנטי הרוטור חווים Pc משתנה בהתאם למיקום הרוטור וזרם הסטטור. בעומס שיא, שדה הדה-מגנטיזציה מתגובת האבזור יכול להפחית את ה-Pc המקומי מתחת ל-1.0, וליצור סיכון דה-מגנטיזציה בקצוות המגנט.
הדמיית דה-מגנטיזציה מקומית משדות מגנטיים הפוכים
תוכנת FEA (למשל, Ansys Maxwell, JMAG, Motor-CAD) מחשבת את וקטור השדה המגנטי בכל אלמנט סופי של המגנט. לאחר מכן השדה מושווה לעקומת BH בטמפרטורת הפעולה. אם גודל השדה עולה על הכפייה הפנימית (Hcj) באותה נקודה, האלמנט נחשב לדה-מגנטי.
אנו מדמים שלושה תנאים:
עומס מדורג בטמפרטורת סביבה מקסימלית.
עומס יתר (2x או 3x זרם מדורג) למשך 10 שניות.
מצב עצור (מהירות רוטור אפס, מופעל מתח מלא).
מפות פלט מציגות אחוזי דה-מגנטיזציה על פני נפח המגנט. בדרך כלל, הקצוות והפינות הם הפגיעים ביותר. סף מקובל:<5% demagnetization after 1000 cycles; <2% for automotive or aerospace applications.
אופטימיזציה של שיניים ויחסי עובי באמצעות תוכנת FEA
שינויים גיאומטריים מפחיתים באופן משמעותי את הסיכון לדה-מגנטיזציה. הוספת שיפוע או רדיוס של 0.5-1.5 מ"מ על קצוות מגנט מפחיתה את ריכוז השדה המקומי. FEA מאפשר איטרציה מהירה: מהנדס אחד יכול להעריך 20-30 וריאציות של שיפוע ביום, בעוד שבדיקה פיזית של כל איטרציה תימשך שבועות.
יחס עובי (עובי מגנט / אורך מרווח אוויר) משפיע גם על דה-מגנטיזציה. עבור מנוע נתון, הגדלת עובי המגנט מ-3 מ"מ ל-4 מ"מ מעלה את ה-Pc מ-1.2 ל-1.6, ומפחיתה את הסיכון לדה-מגנטיזציה ב-40-50% באותה טמפרטורת פעולה. עם זאת, מגנטים עבים יותר מגבירים את האינרציה של הרוטור ואת עלות החומר. FEA מייעל את יחס העובי לעלות מינימלית תוך שמירה על סף הדה-מגנטיזציה.
אימות-הצלבה של תוצאות אבטיפוס עם נתונים חישוביים
לאחר אופטימיזציה של FEA, אנו מייצרים אבות טיפוס פיזיים (5-10 חלקים) ומבצעים אימות דה-מגנטיזציה:
מדוד שטף בטמפרטורת החדר (סליל Helmholtz או Fluxmeter).
מחממים את המכלול לטמפרטורת עבודה מקסימלית למשך שעה.
הפעל דופק שדה הפוך או הפעל את המנוע בעומס יתר.
מצננים לטמפרטורת החדר ומודדים מחדש- את השטף.
הפסד בלתי הפיך=(flux_after - flux_before) / flux_before × 100%. המתאם עם FEA צריך להיות בטווח של 10-15%. אם חוסר ההתאמה עולה על 20%, אנו מחדד את הסימולציה (למשל, הוספת ההשפעה של וריאציה של מאפייני החומר, סובלנות ייצור).
לפתרונות מגנטיים מותאמים אישית הדורשים ניתוח דה-מגנטיזציה של FEA - כולל רוטורי IPM, מגנטים מסוג רוטור מסוג חישורים וצימודים מגנטיים - עיין בדף התמיכה הטכנית שלנו לניתוח אלמנטים סופיים באתר שלנו. אנו מספקים דוחות סימולציה מלאים עם כל אב טיפוס.
כדי לבקש הערכת סיכוני דה-מגנטיזציה עבור תכנון המנוע הקיים או המתוכנן שלך, צור קשר עם צוות ההנדסה של FEA שלנו. שלח את צורת הגל הנוכחית של הסטטור, ממדי הרוטור, דרגת המגנט והטמפרטורה המקסימלית. אנו מחזירים דוח סימולציה תוך 3-5 ימי עבודה.
שאלות נפוצות
ש: עד כמה FEA מדויקת בחיזוי דה-מגנטיזציה בהשוואה לבדיקות מוטוריות-במציאות?
ת: בתוך ±10% עבור תכונות מגנט הומוגניות. השונות מגיעה מאצווה Hcj מגנט בפועל-ל-אצווה (±5%) ושגיאת מדידת טמפרטורה. אנו ממליצים על מרווח בטיחות של 15% מתחת לדירוג Hcj.
ש: האם אתה יכול לדמות דה-מגנטיזציה עבור מכלול מערך הלבך?
ת: כן. למערכים של הלבך יש נתיבי שטף מורכבים, אבל FEA מטפל בהם בצורה מדויקת. אנו מתמחים בתצורות הלבך למנועים לינאריים וסלילי שיפוע MRI.
ש: מהו עובי המגנט המינימלי כדי למנוע דה-מגנטיזציה ב-150 מעלות PMSM?
ת: תלוי במרווח האוויר ובזרם הסטטור. ככלל אצבע עבור משטח -תלוי PMSM עם מרווח אוויר של 1 מ"מ ומגנטים N35SH, העובי המינימלי הוא 3.5 מ"מ. עבור N42SH, 4.5 מ"מ. הפעל את FEA עבור הגיאומטריה המדויקת שלך.
