المتطلبات المغناطيسية للمساحات ومحركات المقاعد
ينتج محرك ممسحة السيارات النموذجي عزم دوران يبلغ 3-5 نيوتن متر عند 30-60 دورة في الدقيقة باستخدام 4-6 شرائح قوس من الفريت (فريت السترونتيوم متباين الخواص، درجة FB9B، Br 4.2-4.4 كيلو جرام). يحتوي غلاف الجزء الثابت على مغناطيسات الفريت، في حين أن الجزء الدوار عبارة عن عضو محرك قياسي يعمل بالتيار المستمر. يعتبر انخفاض Br للفريت مقبولاً لأن المحرك يعمل بشكل متقطع (دورة العمل<20%) and space under the hood is not extremely constrained.
بالنسبة لمحركات ضبط المقعد (صغيرة، 10-}20 وات)، يتم استخدام الفريت متساوي التوتر (Br 2.2-2.5 كيلو جرام) أو حلقات الفريت المرتبطة. تتطلب هذه مغنطة متعددة الأقطاب (12-24 قطبًا) مباشرة على القطر الداخلي لحلقة الفريت. حلقات الفريت المصبوبة بالحقن تحقق سماكة جدار منخفضة تصل إلى 3 مم وقطر خارجي يصل إلى 50 مم، مع اختلاف من القطب إلى القطب<3%.
الميزة الرئيسية: لا يتطلب الفريت عناصر أرضية نادرة (لا نيوديميوم أو ديسبروسيوم أو براسيوديميوم)، مما يجعل سلسلة التوريد محصنة ضد تقلبات أسعار العناصر الأرضية النادرة. بالنسبة لمصنعي السيارات الأصليين الذين يسعون إلى الحصول على أسعار ثابتة-على المدى الطويل، يُفضل الفريت على NdFeB للمحركات غير الحرجة-.
مقاومة الفريت الصلب لإزالة المغناطيسية عند درجات الحرارة المنخفضة
يظهر مغناطيس الفريت قوة قهرية متزايدة مع انخفاض درجة الحرارة - وهو السلوك المعاكس لـ NdFeB. عند درجة حرارة -40 درجة، تزداد قيمة Hcj للفريت بنسبة 15-20% مقارنة بدرجة حرارة الغرفة، بينما تنخفض قيمة Hcj للفريت بنسبة 10-15%. في المناخات الباردة، لا تواجه محركات المساحات القائمة على الفريت ومحركات مروحة التبريد أي خطر إزالة المغناطيسية أثناء بدء التشغيل البارد، حتى مع توقف الدوار (التيار العالي).
وهذا يجعل الفريت مثاليًا لتطبيقات السيارات التي يجب أن تجتاز اختبارات التخزين والتشغيل عند -40 درجة (ISO 16750). يتطلب NdFeB في مثل هذه الظروف إضافات أرضية نادرة ثقيلة باهظة الثمن (Dy أو Tb) للحفاظ على Hcj، مما يزيد من تكلفة المواد بنسبة 30-50%.
التكلفة-تحليل الفوائد: الفريت مقابل ندفيب للميزانيات الصارمة
| متري | الفريت (Y40/FB9B) | ندفيب (N35) | تأثير التكلفة |
|---|---|---|---|
| تكلفة المواد السائبة (دولار أمريكي/كجم) | $3 – 8 | $25 – 35 | الفريت أرخص بنسبة 80-90٪ |
| ر (كجم) | 3.8 – 4.4 | 11.7 – 12.2 | يوفر NdFeB تدفقًا أعلى بمقدار 2.5-3x لكل حجم |
| الحجم المطلوب لنفس عزم الدوران | أكبر بـ 2.5 - 3 مرات | 1x خط الأساس | محركات الفريت أكبر وأثقل |
| أقصى درجة حرارة التشغيل (درجة) | 250 (irreversible loss >300 درجة) | 80-150 (يعتمد على الدرجة) | يتعامل الفريت مع درجات الحرارة المرتفعة دون طلاء |
| مقاومة التآكل | ممتاز (لا حاجة للطلاء) | ضعيف (يتطلب Ni أو إيبوكسي) | الفريت يوفر تكلفة الطلاء |
| تكلفة الأدوات (قطاعات القوس) | 500-1500 دولار للقطعة الواحدة | 800-2500 دولار للقطعة الواحدة | أقل قليلا بالنسبة للفريت |
| موك (جهاز كمبيوتر شخصى) | 10,000+ | 1,000+ | الفريت يفضل الحجم الكبير |
بالنسبة لمحرك ممسحة نموذجي ينتج عزم دوران يبلغ 4 نيوتن · متر، يستخدم التصميم المعتمد على NdFeB - 50 جم من مادة المغناطيس N35 بتكلفة 1.50. ويستخدم التصميم القائم على الأفريت 150 تكلفة المواد 1.50. ويستخدم التصميم القائم على الأفريت 150 تكلفة المواد 0.90. يتطلب محرك الفريت الأكبر حجمًا 30% من الأسلاك النحاسية أكثر و20% أكثر من تصفيح الفولاذ، مما يضيف 0.60−0.60−0.80. التكلفة الإجمالية للنظام متساوية تقريبًا، لكن الفريت يتجنب مخاطر إمدادات الأتربة النادرة.
بالنسبة لمحركات ضبط المقعد (5-10 واط)، يكون الفريت دائمًا أرخص لأن اختلاف حجم المحرك بسيط وتكاليف النحاس/الصلب هي المهيمنة.
تطوير الأدوات وتوافق التجميع الآلي
Ferrite magnets are produced by dry pressing or wet pressing of calcined strontium ferrite powder. Wet pressing achieves higher Br (up to 4.4 kGs vs 4.1 kGs for dry) but requires drying after pressing, increasing cycle time. For high-volume automotive orders (>500.000 قطعة/السنة)، الضغط الرطب له ما يبرره.
الأدوات: نقدم قوالب متعددة التجاويف (4-16 تجويفًا) لتقليل تكلفة الوحدة. التسامح: ±0.1 مم على الطول/العرض، ±0.05 مم على السمك بعد الطحن. بالنسبة لخطوط التجميع الآلية، يتم توفير مغناطيس الفريت في صواني ذات اتجاه قطبي ثابت يحمل علامة (N/S). كما نقدم أيضًا مجموعات مغناطيسية مع مادة لاصقة -مطبقة مسبقًا للإدخال في الخط.
بالنسبة لموردي محركات السيارات الذين يحتاجون إلى مقاطع قوس أو حلقات أو أشكال مخصصة من الفريت مع مغنطة متعددة-أقطاب، يرجى زيارة صفحة منتج مغناطيس الفريت على موقعنا على الويب. نحن حاصلون على شهادة IATF 16949 ونوفر لعملاء السيارات من المستوى الأول على مستوى العالم.
لمناقشة هدف عزم دوران المحرك الخاص بك، ودورة العمل، والحجم السنوي، اتصل بفريق مغناطيس السيارات لدينا. نحن نقدم مقارنة BOM تفصيلية بين الفريت وNdFeB لتصميمك المحدد.
الأسئلة المتداولة
س: هل يمكن استخدام مغناطيس الفريت في محرك DC بدون فرش (BLDC) لمضخة توجيه الطاقة الكهربائية؟
ج: نعم، ولكن المحرك سيكون أثقل بمقدار 2-2.5x من مكافئ NdFeB. بالنسبة لـ EPS، يتم إعطاء الأولوية لتخفيض الوزن؛ معظم استخدام N42SH أو N48SH. بالنسبة للمضخات الكهربائية غير الخاصة بالمركبات (مثل المضخات الهيدروليكية الصناعية)، يكون الفريت مقبولًا.
س: ما هو الحد الأدنى لكمية الطلب لقطاعات قوس الفريت المخصصة؟
ج: تبلغ تكلفة الأدوات عادةً 800−800−1500 لكل قالب. نوصي بموك من 10000 قطعة لاستهلاك الأدوات. بالنسبة للنماذج الأولية، يمكننا توريد الفريت المُشكَّل آليًا من الكتل القياسية (مدة التسليم 2-3 أسابيع).
س: هل تحتاج مغناطيسات الفريت إلى طبقة مقاومة للتآكل للاستخدام أسفل-غطاء محرك السيارة؟
ج: لا، مادة الفريت هي مادة سيراميكية (Fe2O3، SrO) وهي مقاومة للتآكل بطبيعتها. ومع ذلك، إذا تعرض المغناطيس لرذاذ ملح الطريق مباشرة (على سبيل المثال، مستشعر سرعة العجلة)، نوصي بطبقة من الباريلين بسمك 5-10 ميكرومتر لمزيد من الحماية.
