نقاط التشغيل في الدوائر المغناطيسية المغلقة والمفتوحة
في الدائرة المغناطيسية المغلقة (على سبيل المثال، مغناطيس محصور بين نير فولاذي)، يكون معامل النفاذية (Pc) مرتفعًا، عادةً 5-10. يعمل المغناطيس في المنطقة الخطية لمنحنى إزالة المغناطيسية، بعيدًا عن الركبة. خطر إزالة المغناطيسية منخفض حتى في درجات الحرارة المرتفعة.
في الدائرة المفتوحة (على سبيل المثال، المغناطيس وحده في الهواء)، يكون Pc منخفضًا (0.1-0.5). نقطة العملية تقع بالقرب من الركبة. وأي زيادة في المجال أو درجة الحرارة معاكسة يمكن أن تدفعه إلى خسارة لا رجعة فيها. لهذا السبب، تستخدم الفواصل المغناطيسية وأجهزة التثبيت قطع أعمدة فولاذية لزيادة عدد الكمبيوتر.
في محرك المغناطيس الدائم، تواجه مغناطيسات الجزء المتحرك Pc متغيرًا اعتمادًا على موضع الجزء الدوار وتيار الجزء الثابت. عند ذروة الحمل، يمكن أن يؤدي مجال إزالة المغناطيسية الناتج عن تفاعل عضو الإنتاج إلى تقليل Pc المحلي إلى أقل من 1.0، مما يخلق خطر إزالة المغناطيسية عند حواف المغناطيس.
محاكاة إزالة المغناطيسية المحلية من المجالات المغناطيسية العكسية
يقوم برنامج FEA (على سبيل المثال، Ansys Maxwell، JMAG، Motor-CAD) بحساب متجه المجال المغناطيسي عند كل عنصر محدود من المغناطيس. ثم تتم مقارنة الحقل بمنحنى BH عند درجة حرارة التشغيل. إذا تجاوز حجم المجال القوة القسرية الجوهرية (Hcj) عند تلك النقطة، يعتبر العنصر منزوع المغناطيسية.
نحن نحاكي ثلاثة شروط:
الحمل المقدر عند درجة الحرارة المحيطة القصوى.
الحمل الزائد (التيار المقنن 2x أو 3x) لمدة 10 ثوانٍ.
حالة التوقف (سرعة الدوار صفر، تطبيق الجهد الكامل).
تُظهر خرائط الإخراج نسبة إزالة المغناطيسية عبر حجم المغناطيس. عادةً ما تكون الحواف والزوايا هي الأكثر عرضة للخطر. العتبة المقبولة:<5% demagnetization after 1000 cycles; <2% for automotive or aerospace applications.
تحسين الشطب ونسب السماكة عبر برنامج FEA
التعديلات الهندسية تقلل بشكل كبير من مخاطر إزالة المغناطيسية. إن إضافة شطب أو نصف قطر 0.5-1.5 مم على حواف المغناطيس يقلل من تركيز المجال المحلي. يسمح FEA بالتكرار السريع: يمكن لمهندس واحد تقييم 20-30 اختلافًا في الشطب في اليوم، في حين أن الاختبار المادي لكل تكرار قد يستغرق أسابيع.
تؤثر نسبة السُمك (سمك المغناطيس / طول فجوة الهواء) أيضًا على إزالة المغناطيسية. بالنسبة لمحرك معين، تؤدي زيادة سمك المغناطيس من 3 مم إلى 4 مم إلى رفع Pc من 1.2 إلى 1.6، مما يقلل خطر إزالة المغناطيسية بنسبة 40-50% عند نفس درجة حرارة التشغيل. ومع ذلك، فإن المغناطيس الأكثر سمكًا يزيد من القصور الذاتي للدوار وتكلفة المواد. تعمل FEA على تحسين نسبة السُمك بأقل تكلفة مع البقاء فوق عتبة إزالة المغناطيسية.
تقاطع-التحقق من نتائج النماذج الأولية باستخدام البيانات الحسابية
بعد تحسين FEA، ننتج نماذج أولية مادية (5-10 قطع) ونجري التحقق من صحة إزالة المغناطيسية:
قياس التدفق في درجة حرارة الغرفة (ملف هيلمهولتز أو مقياس الجريان).
قم بتسخين التجميع إلى درجة حرارة التشغيل القصوى لمدة ساعة واحدة.
قم بتطبيق نبض المجال العكسي أو قم بتشغيل المحرك عند التحميل الزائد.
برد إلى درجة حرارة الغرفة وأعد -قياس التدفق.
خسارة لا رجعة فيها=(التدفق_بعد - التدفق_قبل) / التدفق_قبل × 100%. يجب أن يكون الارتباط مع FEA ضمن 10-15٪. إذا تجاوز عدم التطابق 20%، فإننا نقوم بتحسين المحاكاة (على سبيل المثال، إضافة تأثير اختلاف خصائص المواد، وتفاوتات التصنيع).
للحصول على حلول مغناطيسية مخصصة تتطلب تحليل إزالة المغناطيسية من FEA - بما في ذلك دوارات IPM، ومغناطيسات الدوار من النوع -القضبان، والوصلات المغناطيسية - يرجى الرجوع إلى صفحة الدعم الفني لتحليل العناصر المحدودة على موقعنا على الويب. نحن نقدم تقارير محاكاة كاملة مع كل نموذج أولي.
لطلب تقييم مخاطر إزالة المغناطيسية لتصميم المحرك الحالي أو المخطط له، اتصل بفريقنا الهندسي FEA. أرسل شكل موجة تيار الجزء الثابت وأبعاد الدوار ودرجة المغناطيس ودرجة الحرارة القصوى. نقوم بإرجاع تقرير المحاكاة خلال 3-5 أيام عمل.
الأسئلة المتداولة
س: ما مدى دقة FEA في توقع إزالة المغناطيسية مقارنة باختبارات السيارات العالمية-الحقيقية؟
ج: في حدود ±10% لخصائص المغناطيس المتجانسة. يأتي الاختلاف من مجموعة Hcj المغناطيسية الفعلية - إلى - الدفعة (±5%) وخطأ في قياس درجة الحرارة. نوصي بهامش أمان بنسبة 15% أقل من المعدل المسموح به.
س: هل يمكنك محاكاة إزالة المغناطيسية لمجموعة مصفوفة هالباخ؟
ج: نعم. تحتوي صفائف هالباخ على مسارات تدفق معقدة، لكن FEA تتعامل معها بدقة. نحن متخصصون في تكوينات Halbach للمحركات الخطية والملفات المتدرجة للتصوير بالرنين المغناطيسي.
س: ما هو الحد الأدنى لسمك المغناطيس لتجنب إزالة المغناطيسية في PMSM بمقدار 150 درجة؟
ج: يعتمد على فجوة الهواء والتيار الثابت. كقاعدة عامة بالنسبة لتركيب PMSM على السطح- مع فجوة هوائية مقاس 1 مم ومغناطيس N35SH، يبلغ الحد الأدنى للسمك 3.5 مم. لـ N42SH، 4.5 ملم. قم بتشغيل FEA للحصول على هندستك الدقيقة.
