Recentment, a mesura que la tecnologia es desenvolupa cap a alta freqüència i alta velocitat, la pèrdua d'imants per corrents de Foucault s'ha convertit en un problema important. Sobretot elNeodimi Ferro Bor(NdFeB) i elSamari CobaltEls imants (SmCo), es veuen més fàcilment afectats per la temperatura. La pèrdua de corrents de Foucault s'ha convertit en un problema important.
Aquests corrents de Foucault sempre donen lloc a la generació de calor, i després a la degradació del rendiment en motors, generadors i sensors. La tecnologia anti-corrent de Foucault dels imants sol suprimir la generació de corrents de Foucault o suprimeix el moviment del corrent induït.
"Magnet Power" s'ha desenvolupat la tecnologia anti-corrent de Foucault dels imants NdFeB i SmCo.
Els corrents de Foucault
Els corrents de Foucault es generen en materials conductors que es troben en un camp elèctric altern o un camp magnètic altern. Segons la llei de Faraday, els camps magnètics alterns generen electricitat, i viceversa. A la indústria, aquest principi s'utilitza en la fusió metal·lúrgica. Mitjançant la inducció de mitjana freqüència, els materials conductors del gresol, com el Fe i altres metalls, s'indueixen per generar calor i, finalment, es fonen els materials sòlids.
La resistivitat dels imants NdFeB, imants SmCo o imants Alnico és sempre molt baixa. Es mostra a la taula 1. Per tant, si aquests imants funcionen en dispositius electromagnètics, la interacció entre el flux magnètic i els components conductors genera corrents de Foucault amb molta facilitat.
Taula 1 La resistivitat dels imants NdFeB, imants SmCo o imants Alnico
| Imants | Resistivitat (mΩ·cm) |
| Alnico | 0,03-0,04 |
| SmCo | 0,05-0,06 |
| NdFeB | 0,09-0,10 |
Segons la Llei de Lenz, els corrents de Foucault generats en imants NdFeB i SmCo condueixen a diversos efectes indesitjables:
● Pèrdua d'energia: A causa dels corrents de Foucault, una part de l'energia magnètica es converteix en calor, reduint l'eficiència del dispositiu. Per exemple, la pèrdua de ferro i de coure a causa dels corrents de Foucault és el principal factor d'eficiència dels motors. En el context de la reducció d'emissions de carboni, la millora de l'eficiència dels motors és molt important.
● Generació de calor i desmagnetització: Tant els imants NdFeB com els SmCo tenen la seva temperatura màxima de funcionament, que és un paràmetre crític dels imants permanents. La calor generada per la pèrdua de corrents de Foucault fa que la temperatura dels imants augmenti. Un cop superada la temperatura màxima de funcionament, es produirà una desmagnetització, que acabarà comportant una disminució de la funció del dispositiu o greus problemes de rendiment.
Especialment després del desenvolupament de motors d'alta velocitat, com ara motors de coixinets magnètics i motors de coixinets d'aire, el problema de desmagnetització dels rotors s'ha fet més important. La figura 1 mostra el rotor d'un motor de coixinet d'aire amb una velocitat de30.000RPM. La temperatura finalment va augmentar aproximadament500°C, donant lloc a la desmagnetització dels imants.
Fig1. a i c són el diagrama de camp magnètic i la distribució del rotor normal, respectivament.
b i d són el diagrama de camp magnètic i la distribució del rotor desmagnetitzat, respectivament.
A més, els imants de NdFeB tenen una temperatura de Curie baixa (~ 320 ° C), cosa que els fa desmagnetitzar. Les temperatures de curie dels imants SmCo oscil·len entre 750 i 820 °C. NdFeB és més fàcil de ser afectat per corrents de Foucault que SmCo.
Tecnologies anti-corrent de Foucault
S'han desenvolupat diversos mètodes per reduir els corrents de Foucault en els imants NdFeB i SmCo. Aquest primer mètode és canviar la composició i l'estructura dels imants per millorar la resistivitat. El segon mètode que s'utilitza sempre en enginyeria per interrompre la formació de grans bucles de corrents de Foucault.
1.Millora la resistivitat dels imants
Gabay et.al s'han afegit CaF2, B2O3 als imants SmCo per millorar la resistivitat, que va augmentar de 130 μΩ cm a 640 μΩ cm. Tanmateix, el (BH)max i el Br van disminuir significativament.
2. Laminació d'imants
Laminar els imants, és el mètode més eficaç en enginyeria.
Els imants es van tallar en capes fines i després es van enganxar. La interfície entre dues peces d'imants és una cola aïllant. El camí elèctric dels corrents de Foucault està interromput. Aquesta tecnologia s'utilitza àmpliament en motors i generadors d'alta velocitat. "Magnet Power" s'han desenvolupat moltes tecnologies per millorar la resistivitat dels imants. https://www.magnetpower-tech.com/high-electrical-impedance-eddy-current-series-product/
El primer paràmetre crític és la resistivitat. La resistivitat dels imants laminats NdFeB i SmCo produïts per "Magnet Power" és superior a 2 MΩ·cm. Aquests imants poden inhibir significativament la conducció del corrent a l'imant i després suprimir la generació de calor.
El segon paràmetre és el gruix de la cola entre peces d'imants. Si el gruix de la capa de cola és massa superior, farà que el volum de l'imant disminueixi, donant lloc a una disminució del flux magnètic general. "Magnet Power" pot produir imants laminats amb un gruix de capa de cola de 0,05 mm.
3. Revestiment amb materials d'alta resistivitat
Els recobriments aïllants s'apliquen sempre a la superfície dels imants per millorar la resistivitat dels imants. Aquests recobriments actuen com a barreres, per reduir el flux de corrents de Foucault a la superfície de l'imant. Com ara epoxi o parileno, s'utilitzen sempre recobriments ceràmics.
Beneficis de la tecnologia anti-corrent de Foucault
La tecnologia anti-corrent de Foucault és essencial aplicada en moltes aplicacions amb imants NdFeB i SmCo. Inclou:
● Hmotors d'alta velocitat: En els motors d'alta velocitat, el que significa que la velocitat està entre 30.000 i 200.000 RPM, suprimir el corrent de Foucault i reduir la calor és el requisit clau. La figura 3 mostra la temperatura de comparació de l'imant SmCo normal i SmCo anti-corrent de Foucault a 2600 Hz. Quan la temperatura dels imants SmCo normals (el vermell esquerre) supera els 300 ℃, la temperatura dels imants SmCo anti-corrent de Foucault (bule dret) no supera els 150 ℃.
●Màquines de ressonància magnètica: La reducció de corrents de Foucault és fonamental en la ressonància magnètica per mantenir l'estabilitat dels sistemes.
La tecnologia anti-corrent de Foucault és molt important per millorar el rendiment dels imants NdFeB i SmCo en moltes aplicacions. Mitjançant l'ús de tecnologies de laminació, segmentació i recobriment, els corrents de Foucault es poden reduir significativament a "Magnet Power". Els imants anti-corrent de Foucault NdFeB i SmCo es poden aplicar en sistemes electromagnètics moderns.
Hora de publicació: 23-set-2024
