المغناطيس في محركات المغناطيس الدائم

المغناطيس في محركات المغناطيس الدائم

أكبر مجال تطبيقيالمغناطيس الدائم للأرض النادرةهي محركات ذات مغناطيس دائم، والمعروفة باسم المحركات.

تشمل المحركات بالمعنى الواسع المحركات التي تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية والمولدات التي تحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يعتمد كلا النوعين من المحركات على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي أو القوة الكهرومغناطيسية كمبدأ أساسي لهما. يعد المجال المغناطيسي لفجوة الهواء شرطًا أساسيًا لتشغيل المحرك. يُسمى المحرك الذي يولد مجالًا مغناطيسيًا لفجوة الهواء من خلال الإثارة بالمحرك التعريفي، بينما يُسمى المحرك الذي يولد مجالًا مغناطيسيًا لفجوة الهواء من خلال المغناطيس الدائم بمحرك المغناطيس الدائم.

في محرك المغناطيس الدائم، يتم إنشاء المجال المغناطيسي لفجوة الهواء بواسطة مغناطيس دائم دون الحاجة إلى طاقة كهربائية إضافية أو ملفات إضافية. لذلك، فإن أكبر مزايا المحركات ذات المغناطيس الدائم مقارنة بالمحركات الحثية هي الكفاءة العالية وتوفير الطاقة والحجم الصغير والهيكل البسيط. ولذلك، تستخدم المحركات ذات المغناطيس الدائم على نطاق واسع في مختلف المحركات الصغيرة والصغرى. يوضح الشكل أدناه نموذج تشغيل مبسط لمحرك DC ذو المغناطيس الدائم. يقوم مغناطيسين دائمين بتوليد مجال مغناطيسي في وسط الملف. عندما يتم تنشيط الملف، فإنه يتعرض لقوة كهرومغناطيسية (وفقًا لقاعدة اليد اليسرى) ويدور. الجزء الدوار في المحرك الكهربائي يسمى الدوار، بينما الجزء الثابت يسمى الجزء الثابت. كما يتبين من الشكل، تنتمي المغناطيسات الدائمة إلى الجزء الثابت، بينما تنتمي الملفات إلى الجزء المتحرك.

محرك المغناطيس الدائم-1
محرك المغناطيس الدائم-2

بالنسبة للمحركات الدوارة، عندما يكون المغناطيس الدائم هو الجزء الثابت، يتم تجميعه عادةً في التكوين رقم 2، حيث يتم توصيل المغناطيس بغلاف المحرك. عندما يكون المغناطيس الدائم هو الجزء الدوار، يتم تجميعه عادةً في التكوين رقم 1، مع تثبيت المغناطيس على قلب الجزء الدوار. وبدلاً من ذلك، تتضمن التكوينات رقم 3 و#4 و#5 و#6 تضمين المغناطيس في قلب العضو الدوار، كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

بالنسبة للمحركات الخطية، يكون المغناطيس الدائم في المقام الأول على شكل مربعات ومتوازيات أضلاع. بالإضافة إلى ذلك، تستخدم المحركات الخطية الأسطوانية مغناطيسًا حلقيًا ممغنطًا محوريًا.

تتميز المغناطيسات الموجودة في محرك المغناطيس الدائم بالخصائص التالية:

1. الشكل ليس معقدًا للغاية (باستثناء بعض المحركات الصغيرة، مثل محركات VCM)، بشكل رئيسي في الأشكال المستطيلة، وشبه المنحرفة، وعلى شكل مروحة، وعلى شكل خبز. على وجه الخصوص، في فرضية تقليل تكاليف تصميم المحرك، سيستخدم الكثيرون مغناطيسات مربعة مدمجة.

2. المغنطة بسيطة نسبيًا، بشكل أساسي مغنطة أحادية القطب، وبعد التجميع، تشكل دائرة مغناطيسية متعددة الأقطاب. إذا كانت حلقة كاملة، مثل حلقة بورون حديد نيوديميوم لاصقة أو حلقة مضغوطة على الساخن، فإنها عادةً ما تعتمد مغنطة إشعاعية متعددة الأقطاب.

3. جوهر المتطلبات التقنية يكمن بشكل رئيسي في استقرار درجة الحرارة العالية، واتساق التدفق المغناطيسي، والقدرة على التكيف. تتطلب مغناطيسات الدوار المثبتة على السطح خصائص لاصقة جيدة، كما أن مغناطيسات المحركات الخطية لها متطلبات أعلى لرذاذ الملح، كما أن مغناطيسات مولدات طاقة الرياح لديها متطلبات أكثر صرامة لرش الملح، كما تتطلب مغناطيسات محركات الدفع ثباتًا ممتازًا في درجات الحرارة العالية.

4. يتم استخدام جميع منتجات الطاقة المغناطيسية العالية والمتوسطة والمنخفضة الدرجة، ولكن الإكراه يكون في الغالب على مستوى متوسط ​​إلى مرتفع. حاليًا، درجات المغناطيس شائعة الاستخدام لمحركات تشغيل المركبات الكهربائية هي بشكل أساسي منتجات طاقة مغناطيسية عالية وإكراه عالي، مثل 45UH، 48UH، 50UH، 42EH، 45EH، وما إلى ذلك، وتعد تكنولوجيا الانتشار الناضجة ضرورية.

5. لقد تم استخدام المغناطيس المصفح اللاصق المجزأ على نطاق واسع في مجالات المحركات ذات درجة الحرارة العالية. والغرض من ذلك هو تحسين عزل تجزئة المغناطيس وتقليل فقد التيار الدوامي أثناء تشغيل المحرك، وقد تضيف بعض المغناطيسات طلاء إيبوكسي على السطح لزيادة عزلها.

 

عناصر الاختبار الرئيسية لمغناطيس المحرك:

1. استقرار درجة الحرارة العالية: بعض العملاء يطلبون قياس الانحلال المغناطيسي للدائرة المفتوحة، بينما يطلب آخرون قياس الانحلال المغناطيسي للدائرة شبه المفتوحة. أثناء تشغيل المحرك، تحتاج المغناطيسات إلى تحمل درجات الحرارة العالية والمجالات المغناطيسية العكسية المتناوبة. لذلك، من الضروري إجراء اختبار ومراقبة الاضمحلال المغناطيسي للمنتج النهائي ومنحنيات إزالة المغناطيسية ذات درجة الحرارة العالية للمادة الأساسية.

2. اتساق التدفق المغناطيسي: كمصدر للمجالات المغناطيسية للدوارات أو الأجزاء الساكنة للمحرك، إذا كان هناك تناقضات في التدفق المغناطيسي، فقد يتسبب ذلك في اهتزاز المحرك وتقليل الطاقة، ويؤثر على الوظيفة العامة للمحرك. ولذلك، فإن مغناطيسات المحرك عمومًا لها متطلبات لتناسق التدفق المغناطيسي، بعضها في حدود 5%، وبعضها في حدود 3%، أو حتى في حدود 2%. وينبغي النظر في العوامل التي تؤثر على اتساق التدفق المغناطيسي، مثل اتساق المغناطيسية المتبقية، والتسامح، وطلاء الشطب.

3. القدرة على التكيف: المغناطيسات المثبتة على السطح تكون بشكل أساسي على شكل بلاط. قد تحتوي طرق الاختبار التقليدية ثنائية الأبعاد للزوايا وأنصاف الأقطار على أخطاء كبيرة أو قد يكون من الصعب اختبارها. وفي مثل هذه الحالات، لا بد من النظر في القدرة على التكيف. بالنسبة للمغناطيسات المرتبة بشكل وثيق، يجب التحكم في الفجوات التراكمية. بالنسبة للمغناطيسات ذات الفتحات المتوافقة، يجب مراعاة إحكام التجميع. من الأفضل عمل تركيبات ذات شكل مخصص وفقًا لطريقة التجميع الخاصة بالمستخدم لاختبار قدرة المغناطيس على التكيف.


وقت النشر: 24 أغسطس 2023