동기 모터

I. 동기 모터를위한 소결 NDFEB 자석의 핵심 위치 및 적응 로직

(i) 기본 정의 및 기능
동기 모터를위한 소결 NDFEB 자석 S, 구체적으로 동기 모터 용 NDFEB 자석은 동기 모터 로터의 코어 자기 성분이다. 그들의 높은 자기 에너지 제품은 전통적인 전기 여기 방법을 대체하는 안정적인 고강도 영구 자기장을 제공합니다. 이를 통해 로터 속도가 작동 중에 고정기의 회전 자기장과 동기화되어 효율적인 에너지 변환을 달성합니다. 이 자석은 동기 모터의 로터 구조, 작동 온도 및 전력 요구 사항과 완전히 호환되어야하며 모터의 전력 밀도, 효율 및 신뢰성을 결정하는 데있어 핵심 구성 요소입니다.

(ii) 동기 모터에 대한 적응 로직
구조적 적응 : 동기식 모터 로터 설계 (예 : 내장, 표면 장착 또는 플러그인)에 따라 자석은 아크, 사다리꼴 및 사각형과 같은 다양한 모양으로 사용자 정의해야합니다. 예를 들어, 표면 장착 로터는 종종 곡선 자석을 사용하여 로터 표면에 가깝게 부착되고 자기 플럭스 누출을 감소시킵니다. 내부 로터는 종종 원심력에 대한 저항을 개선하기 위해 로터 코어의 홈에 의해 고정 된 직사각형 또는 사다리꼴 자석을 사용합니다.

성능 적응 : 다른 모터 파워에는 상당히 다른 자석 성능 요구 사항이 필요합니다. 작은 정밀 동기 모터 (예 : 서보 모터)는 전기자 반응으로 인한 탈마 그네딩에 저항하기 위해 강압 (HCJ ≥ 1500ka/m)을 갖는 자석이 필요합니다. 고출력 동기 모터 (예 : 새로운 에너지 차량에 사용되는 모터)는 높은 자성 에너지 제품 (BH) 최대 ≥ 350kj/m³)와 고온 안정성이 모두 고중부 하에서 저하되지 않도록하는 고온 안정성이 필요합니다.

환경 적응 : 동기 모터는 다양한 온도, 습도 및 진동 조건을 갖춘 다양한 환경 (예 : 산업 워크샵, 새로운 에너지 차량 및 항공 우주)에서 작동합니다. 따라서, 자석은 표면 처리 (예 : 니켈-코퍼-니켈 전기 도금 및 에폭시 코팅)와 조성 된 온도와의 호환성을 보장하기 위해 고온 및 복잡한 환경과의 호환성을 보장하기 위해 고온 및 습도가 높은 운영 온도와의 호환성을 보장하기 위해 조성 된 최적화 (고온 안정성을 향상시키기 위해 조성물 및 테르 비움을 추가)가 필요합니다.

II. 동기 모터를위한 소결 NDFEB 자석에 대한 주요 성능 지표 및 기술 요구 사항

(i) 핵심 성능 지표

자기 에너지 제품 (BH) Max : 이것은 모터의 전력 밀도를 직접 결정합니다. 새로운 에너지 차량을 구동하는 동기 모터에 사용되는 자석은 일반적으로 BH 최대 380-450 kJ/m³가 필요합니다. 이를 통해 제한된 로터 볼륨 내에서 강한 자기장을 허용하여 동일한 모터 크기에 대해 더 높은 전력 출력을 가능하게합니다. 중소형 산업 동기 모터 용 자석은 일반적으로 BH 최대 280-350 kJ/m³, 성능 및 비용의 균형을 유지합니다.

본질적인 강압 (HCJ) : 이것은 Demagnetization에 대한 저항의 주요 지표입니다. 동기 모터가 작동 할 때, 고정자 전기자 반응은 역 자기장을 생성한다. 높은 HCJ 자석 (예 : HCJ ≥ 2000 ka/m을 갖는 고온 등급 제품)은 자기 특성의 돌이킬 수없는 분해를 방지 할 수 있습니다. 예를 들어, 모터 스타트 업 또는 과부하 중에 높은 HCJ 자석은 안정적인 자기장을 유지하여 연속적인 모터 작동을 보장합니다. 온도 안정성 : 온도 계수 (αBR 및 βHCJ)로 측정. 기존의 동기 모터 자석은 αBR ≤ -0.12%/° C 및 βHCJ ≤ -0.6%/° C를 필요로합니다. 고온 응용 (예 : 항공 우주 동기 모터)의 경우 αBR은 dysprosium을 첨가하여 ≤ -0.10%/° C로 최적화되어 150 ° C에서 180 ° C의 온도에서 자기 성능 저하가 10% 미만인지 확인해야합니다.

자기 균일 성 : 자석 배치 내의 자기 균일 성은 ± 3%이내에 제어해야합니다. 자석 성능의 과도한 변화는 모터 로터의 자기장 분포가 고르지 않아 토크 변동, 모터 노이즈 증가 및 에너지 소비 증가를 유발할 수 있습니다. 이 영향은 정밀 서보 동기 모터에서 특히 중요합니다. (ii) 특별한 기술 요구 사항

기계적 강도 : 동기 모터가 고속으로 회전하면 (예 : 새로운 에너지 차량 드라이브 모터는 최대 15,000 rpm의 속도에 도달 할 수 있음) 자석은 막대한 원심력을 견딜 수 있어야합니다. 따라서, 자석은 고속 작동 중에 자석 파손을 방지하기 위해 높은 굽힘 강도 (≥25 MPa)와 압축 강도 (≥800 MPa)를 가지야합니다.
치수 정확도 : 자석 치수 공차는 ± 0.01 mm의 곡률 공차가있는 곡선 자석의 경우 ± 0.02 mm 내에서 제어해야합니다. 과도한 치수 편차는 자석과 로터 코어 사이에 고르지 않아 자기 플럭스 누출이 증가하고 운동 효율을 감소시킬 수 있습니다.

부식 저항 : 습하고 먼지가 많은 산업 환경에 사용하기 위해 자석 표면은 균일하고 밀집된 보호 층으로 코팅되어야합니다. 예를 들어, 두께가 ≥15 μm 인 니켈-팝퍼-니켈 도금 층을 적용해야합니다. 자석은 또한 장기 안정적인 작동을 보장하기 위해 부식없이 48 시간의 소금 스프레이 테스트 (중성 소금 스프레이, 5% NaCl 용액)를 통과해야합니다.

III. 동기 모터 용 소결 NDFEB 자석의 주요 제조 공정 포인트

(i) 맞춤형 생산 공정

구성 설계 및 용융 : 희토류 요소 비율은 동기 모터의 온도 및 성능 요구 사항에 따라 조정됩니다. 예를 들어, 고온 등급의 자석은 HCJ 및 온도 안정성을 향상시키기 위해 3-5%의 증가 된 디프로슘 (DY) 함량을 필요로한다; 기존의 등급 자석은 드문 드문 지구를 사용하여 비용의 균형을 줄일 수 있습니다. 균일 한 합금 조성을 보장하고 불순물이 자기 특성에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 진공 유도 용광로에서 용융이 수행된다.

분말 및 자기장 배향 : 에어 제트 밀링과 결합 된 수소 분쇄 (HD)는 일관된 자기 도메인 정렬을 보장하기 위해 2-5μm의 균일 한 분말을 생성하는 데 사용됩니다. 자기장 배향 단계 동안, 방향성 자기장 방향은 자석 모양 (예 : 아크 형 또는 사다리꼴)에 기초하여 설계됩니다. 예를 들어, 아크 모양의 자석은 아크 탄젠트를 따라 방향을 필요로하여 자기장 방향이 모터 로터의 자기장 요구 사항과 정렬되도록하여 자석 사용을 향상시킵니다. 성형 및 소결 : 성형 방법은 로터 구조에 따라 선택됩니다. 표면 장착 곡선 자석은 등방성 프레스를 사용하여 형성되어 균일 한 밀도 (≥7.5g/cm³); 내장 직사각형 자석은 압축 성형을 사용하여 생산 효율을 향상시킵니다. 소결 온도는 1050-1100 ° C 사이에서 제어되며, 내부 다공도를 줄이고 기계적 강도를 향상시키는 데 단계별 유지 (예 : 1080 ° C)를 사용합니다.

정밀 가공 및 표면 처리 : 다이아몬드 연삭 휠은 분쇄에 사용되어 치수 정확도 및 표면 마감 (RA ≤ 0.8μm)을 보장합니다. 곡선 자석의 곡률 처리를 위해, 전용 CNC 그라인더는 곡률 공차가 요구 사항을 충족하도록하기 위해 사용됩니다. 표면 처리는 응용 프로그램 환경에 따라 선택됩니다. 니켈-코퍼-니켈 전기 도금은 산업용 모터에 일반적으로 사용되는 반면, 에폭시 수지 코팅 (두께 ≥ 30μm)은 종종 새로운 에너지 차량 모터에 사용되어 부식성 및 절연 특성을 보장합니다. (ii) 프로세스 어려움과 솔루션

고도로 균일 한 자기장 배향 : 아크 형 자그넷은 방향 중에 불균일 한 자기장 분포가 발생하기 쉽습니다. 오리엔테이션 몰드의 자기장 투과성 구조를 최적화하고 멀티 폴 방향 기술을 사용함으로써, 자석 내의 자기 도메인은 표적 방향을 따라 고르게 정렬되어 자기장 균일 성을 향상시킨다.

고속 운동 자석의 원심력 저항 : 소결 공정을 조정함으로써 자석 밀도가 향상됩니다 (예 : 소결 온도를 1100 ° C로 증가시키고 유지 시간을 연장). Chamfers (R0.2-R0.5mm)는 자석과 로터 코어 사이의 접촉 영역에서 고속 회전 동안 응력 농도를 줄이고 파손을 방지합니다.

치수 정확도 제어 : 고정밀 CNC 가공 장비 (예 : 5 축 그라인딩 머신)는 온라인 차원 검사 (레이저 직경 게이지)와 함께 사용되며, 가공 매개 변수를 실시간으로 조정하여 ± 0.02mm 내에서 차원 공차를 유지할 수 있습니다. Ningbo Jinlun Magnet Technology Co., Ltd.는 30 년 이상의 업계 경험을 바탕으로 최첨단 영구 자석 생산 장비 (예 : 고정밀 자기장 방향 기계 및 CNC ARC 그라인더)를 사용하여 동기식 모터 용 소결 NDFEB 자석을 제조합니다. 이를 통해 구성 요소 용융에서 정밀 가공에 이르기까지 전체 프로세스에서 프로세스 매개 변수를 정확하게 제어 할 수 있습니다. 예를 들어, 자기장 배향 공정 동안, 회사는 독립적으로 개발 된 다중 폴 방향 금형을 사용하여 자형 자석의 경우 자기장 균일 성을 ± 2% 내에 유지합니다. 또한 전용 R & D 팀을 활용하여 회사는 다양한 동기 모터의 전력 및 온도 요구 사항에 맞는 맞춤형 자석 제형을 개발할 수 있습니다. 예를 들어,이 회사는 새로운 에너지 차량 구동 모터를위한 High-HCJ (≥2200ka/m)와 저온 계학 고온 고급 자석을 제공하여 이러한 모터의 고재 요구 사항을 충족시킵니다.

IV. 동기 모터를위한 적용 시나리오 및 소결 NDFEB 자석의 가치
(i) 주요 응용 프로그램 영역
새로운 에너지 차량 구동 모터 : 영구 자석 동기 모터 (PMSM), 새로운 에너지 차량의 핵심 전원 공급원은 소결 NDFEB 자석을 널리 사용합니다. 예를 들어, 순수한 전기 차량 구동 모터는 종종 (BH) 최대 400-450kJ/m³가있는 표면 장착 곡선 자석을 사용하여 모터 파워 밀도 ≥4kw/kg 및 차량 범위를 개선하는 경우 (예를 들어, 모터 효율의 10% 증가는 8-10% 증가 할 수 있습니다). 전문적인 소결 NDFEB 제조업체 인 Ningbo Jinlun Magnet Technology Co., Ltd.는 다양한 차량 모델에 맞춰진 드라이브 모터 자석을 제공합니다. 자기 누출을 줄이기 위해 자석 구조를 최적화함으로써 운동 효율을 96%이상으로 증가시킵니다.

산업 서보 동기 모터 : 정밀 공작 기계, 로봇 공학 및 기타 장비에서 서보 동기 모터에는 고정밀 속도와 위치 제어가 필요합니다. 자석은 높은 자기 균일 성과 낮은 토크 리플을 나타내야합니다. 예를 들어, 공작 기계 서보 모터는 BH가 ≥1800ka/m의 직사각형 소결 NDFEB 자석을 사용하여 ± 0.001mm의 위치 정확도를 보장하고 정밀 가공 요구 사항을 충족시킵니다. 풍력 터빈 동기 모터 : 대형 풍력 터빈 (1.5MW 이상)의 영구 자석 동기 모터 (BH) 최대 350kJ/m³의 내부 소결 NDFEB 자석을 사용합니다. 이 모터는 낮은 풍속에서 고효율을 달성하여 전통적인 전기적으로 흥분된 모터에 비해 발전 효율을 5-8% 향상시키면서 여기 시스템 유지 보수 비용을 줄입니다.

항공 우주 동기 모터 : 항공 우주 산업의 동기 모터 (위성 태도 제어 모터)는 자석 무게 및 온도 안정성에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 이들은 극한 환경에서 안정적인 작동을 보장하기 위해 밀도가 ≤7.5g/cm³이고 180 ° C에서 HCJ 붕괴 속도가 ≤5% 인 가벼운 고온 등급 소결 NDFEB 자석이 필요합니다. (ii) 적용 가치

운동 효율 향상 : 소결 NDFEB 자석의 높은 자기 에너지 생성물은 동기 모터에서 여기 코일이 필요하지 않아 구리 및 철 손실을 줄입니다. 이로 인해 운동 효율은 95-98%로 향상되어 기존 전기적으로 여기 된 모터의 85-90%를 크게 초과합니다. 이는 특히 새로운 에너지 차량 및 풍력 발전과 같은 응용 분야에서 에너지 소비를 크게 줄입니다.

모터 크기 감소 : 고출력 밀도 자석은 동일한 전력 출력을 유지하면서 동기 모터의 크기를 30-50% 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 기존의 전기적으로 여기 된 드라이브 모터의 크기는 약 20l이며, 소결 NDFEB 자석을 사용하는 영구 자석 동기 모터는 12L로 감소 될 수 있으므로 새로운 에너지 차량 및 소규모 산업 장비에 필요한 소형 공간에 적합합니다.

유지 보수 비용 절감 : 영구 자석 동기 모터에는 흥분과 권선과 슬립 링이 부족하여 여기 시스템 고장으로 인한 유지 보수 요구 사항이 줄어 듭니다. 또한 소결 NDFEB 자석은 10-15 년 (모터 수명과 일치)의 수명을 제공하여 장비 수명주기 전체에서 유지 보수 비용을 줄입니다.