خسائر إيدي الحالية للمغناطيسات الدائمة النادرة للأرض النادرة في التطبيقات الحركية

يعتبر كل من الكوبالت السماريوم والبورون الحديدي النيوديميوم من المواد المعدنية. بسبب الموصلية الكهربائية الجيدة للمواد المعدنية ، فإن المقاومة منخفضة للغاية ، وهذا ليس بالأمر الجيد للآلات الدوارة مثل المحركات ، لأنها ستجلب تيارات دوارة للآلات الدوارة. الخسارة ، مما تسبب في تسخين الآلات الدوارة ، بما في ذلك المغناطيس. لذلك ، فإن خسائر التيار الدوامة المغناطيسية التي تحدث في الآلات الدوارة ضرورية لمصممي المغناطيس والمحركات. اليوم ، سوف آخذك لفهم ما هو فقدان التيار الدوامي للمغناطيس وكيفية تجنب فقدان التيار الدوامي في إنتاج المواد المغناطيسية.

لفهم وتقليل فقد تيار الدوامة ، يجب أن نعرف أولاً كيفية إنشاء خسارة التيار الدوامة. هنا نحتاج إلى تقديم مفهوم - تأثير الجلد (تأثير الجلد)

عندما يمر التيار المتردد عبر السلك ، يكون توزيع كثافة التيار على المقطع العرضي للسلك غير متساوٍ. هذه الظاهرة تسمى تأثير الجلد.

سبب تأثير الجلد هو تيار الدوامة. من قانون الحث الكهرومغناطيسي ، سيتم إنشاء مجال مغناطيسي متناوب حول مجال كهربائي متناوب. عندما يمر تيار متناوب عبر موصل ، سيتم إنشاء مجال مغناطيسي متناوب في الموصل وحوله ، مما يتسبب في حدوث تيار مستحث على شكل دوامة داخل الموصل. يشار إلى تيار إيدي باسم تيار إيدي. .

كلما اقتربنا من مركز الموصل ، زادت القوة الدافعة الكهربية المستحثة الناتجة عن المجال المغناطيسي المتناوب في الموصل ، وكلما كان تيار الدوامة أقوى ، وزاد عائق التيار الأصلي ، مما أدى إلى اقتراب كثافة تيار أصغر مركز الموصل ، بينما يقترب السطح من كثافة تيار أعلى.

نظرًا لأن القوة الدافعة الكهربائية المستحثة تزداد مع زيادة التردد ، يصبح تأثير الجلد أيضًا أكثر وضوحًا مع زيادة التردد. عندما يمر تيار عالي التردد عبر السلك ، يمكن اعتبار أن التيار يتدفق فقط في طبقة رقيقة على سطح السلك ، وهو ما يعادل تقليل المقطع العرضي للسلك ، مما يقلل بشكل كبير من الاستخدام الفعال من مادة الموصل.

إيدي الخسارة الحالية

نظرًا لأن مقاومة مغناطيس السماريوم الكوبالت و NdFeB الدائم صغير نسبيًا ، فإن التيارات الدوامة في المجال الكهربائي المتناوب تكون كبيرة نسبيًا بشكل عام. نظرًا للتأثير الحراري للتيار ، فإن تيار الدوامة سيجعل المغناطيس يسخن ، وستحدث إزالة المغناطيسية الحرارية عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا.

يرتبط حجم فقدان تيار الدوامة بعوامل مثل الطريقة التي يتغير بها المجال المغناطيسي ، وحركة المغناطيس ، وشكل المغناطيس ، والنفاذية ، والمقاومة. كلما زادت سرعة الدوران (المكافئة للتردد) ونفاذية الماكينة الدوارة ، قلت المقاومة ، وصغر عمق الجلد ، وزاد الخسارة الناتجة. في السيارات الكهربائية والمصاعد وغيرها من المجالات ، من أجل التحكم في السرعة ، عادة ما يتم التحكم في محرك المغناطيس الدائم بواسطة مصدر طاقة العاكس. نظرًا لوجود التوافقيات عالية الترتيب لتردد الموجة الحاملة ، فإن فقد التيار الدوامي في المغناطيس سيزداد أيضًا ويسبب إزالة المغناطيسية الحرارية.

الحد من فقدان تيار إيدي من NdFeB الملبد عن طريق تحسين المقاومة

من وجهة نظر تصميم المحرك ، من أجل تقليل فقد التيار الدوامي للمغناطيس الدائم في الآلات الدوارة ، تم اقتراح عدة طرق فنية ، مثل تدريع الأعمدة المحيطة بالمغناطيس ، وطرق تقسيم المغناطيس وعزل المغناطيس على الجانب ، إلخ.

من منظور المغناطيس ، فإن إحدى الطرق الأكثر فعالية لتقليل فقد التيار الدوامي للمحرك هي استخدام المغناطيس المرتبط. نظرًا لوجود المادة الرابطة وكسر الحجم الكبير بدرجة كافية ، فإن مقاومة المغناطيس المرتبط هي 102 ~ 104 من المغناطيس المتكلس. مرات ، ولكن الطاقة ودرجة حرارة التشغيل القصوى للمحرك محدودة إلى حد كبير ، لذا فإن الطريقة الأكثر مباشرة هي زيادة مقاومة المغناطيس المتكلس نفسه.

هناك العديد من الطرق لتحسين مقاومة المغناطيس الملبد ، مثل إضافة مساحيق ذات مقاومة عالية (Al2O3 ، إلخ) ، طلاء طلاء SiO2 ، وما إلى ذلك ، ولكن هذه الطرق ستؤثر على الخصائص المغناطيسية للمغناطيس الملبد إلى حد معين. لذلك ، في البحث والتطوير للمغناطيس ، يجب إجراء توازن بين المقاومة والخصائص المغناطيسية في العملية.