首先,我們需要了解下最高工作溫度的概念。在最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《燒結(jié)釹鐵硼永磁材料》GB/T 13560-2017 文件中定義的最高使用溫度:熱退磁狀態(tài)L/D=0.7的永磁圓柱樣品(直徑為D,高度為L(zhǎng)),飽和磁化后,在開路狀態(tài)下從室溫加熱到某一恒定溫度保溫2h,然后冷卻到室溫,其開路磁通不可逆磁通損≤5%的最高保溫溫度。
在定義中,長(zhǎng)徑比L/D是一個(gè)很關(guān)鍵的因素,我們通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),L/D值越小,其最高工作溫度就越小,L/D值越大,其最高工作溫度就越大。比如說,直徑10×10的N35圓柱,L/D=1.0,其開路80度保溫2小時(shí)后開路磁通損失肯定小于5%,而直徑10×3的N35圓柱,L/D=0.3,其開路80度保溫2小時(shí)后開路磁通損失可能大于20%。
但是實(shí)際情況中,我們有很多成品磁鐵(磁鋼)實(shí)際上并不是圓柱形的,不管是做磁路組件的還是做永磁電機(jī)的朋友,你們訂購(gòu)的永磁產(chǎn)品可能是方塊、瓦型、環(huán)形,甚至是其他異形的,還有不同的取向,這哪里來的L/D呢?所以,這里就要涉及另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):Pc值。Pc越大磁體工作點(diǎn)越高,越不容易被退磁。一般情況下對(duì)于一個(gè)孤立磁體取向長(zhǎng)度相對(duì)越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的物理量。我們可以利用等效磁荷球原理估算特定形狀孤立磁體的單位磁導(dǎo)(Pc)。我們可以利用相應(yīng)的公式計(jì)算出方塊,瓦型,環(huán)形的Pc值,對(duì)比圓柱的Pc值,等量帶換出相應(yīng)的長(zhǎng)徑比L/D值。比如一個(gè)30x25x12的方塊磁鋼,其Pc值約為1.065,與D10×4的圓柱磁鋼的Pc值1.073接近,因此,可以將這個(gè)方塊看成L/D=0.4的圓柱,有助于判斷其能否勝任對(duì)應(yīng)工作溫度。
在了解長(zhǎng)徑比L/D和孤立磁體的單位磁導(dǎo)(Pc)的基本概念之后,我們現(xiàn)在來具體介紹磁鐵的耐溫實(shí)驗(yàn)怎么做。
下圖是一組客戶來樣的檢驗(yàn)記錄,客戶部知道其產(chǎn)品是什么性能的。我們?yōu)橛脩魴z測(cè)這些數(shù)據(jù),進(jìn)行分析。
首先,我們量得樣品的尺寸是19*19*2.5,對(duì)應(yīng)的Pc值=0.26,對(duì)應(yīng)的L/D換算為0.12。
其次,通過表磁計(jì)算公式,逆向換算,在這個(gè)尺寸下(19*19*2.5)中心表磁為1300左右的剩磁大約是12kGs,對(duì)應(yīng)的牌號(hào)就是35.
接著,參考我們往期的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累,L/D=0.11左右的磁鋼,100℃開路退磁5-10%,110℃開路退磁11-16%,對(duì)應(yīng)的差不多就是SH牌號(hào)。
通過以上老化實(shí)驗(yàn),我們可以大概知道產(chǎn)品的性能是什么牌號(hào)。有助于我們開發(fā)產(chǎn)品,找到合適的材料。反過來講,我們可以通過老化實(shí)驗(yàn),來驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合自己的需求,或者自己的產(chǎn)品性能是否過于耐溫過剩,有降本空間。
后續(xù)我們會(huì)再繼續(xù)討論如何使用公式計(jì)算L/D和Pc值,把能解決問題的方法分享給大家。
]]>飛輪儲(chǔ)能磁懸浮是一種利用磁力來支撐和旋轉(zhuǎn)飛輪的技術(shù),它可以減少機(jī)械摩擦,提高系統(tǒng)的效率和壽命。在這種系統(tǒng)中,飛輪通常被設(shè)計(jì)為高速旋轉(zhuǎn),以儲(chǔ)存和釋放能量。磁懸浮技術(shù)使得飛輪能夠在幾乎沒有摩擦的環(huán)境中旋轉(zhuǎn),從而減少能量損失并提高儲(chǔ)能效率。
設(shè)計(jì)磁懸浮組件的步驟通常包括:
磁懸浮組件的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程,需要跨學(xué)科的知識(shí),包括電磁學(xué)、控制理論、機(jī)械工程和材料科學(xué)。隨著技術(shù)的發(fā)展,磁懸浮飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)調(diào)峰、不間斷電源(UPS)、電動(dòng)汽車和軌道交通等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,它們能夠提供高效率、長(zhǎng)壽命和低維護(hù)成本的解決方案。
永磁懸?。≒ermanent Magnet Suspension, PM)系統(tǒng)中常用的磁鐵是釹鐵硼永磁體,這些永磁體能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),用于支撐和懸浮轉(zhuǎn)子或飛輪。
]]>磁力線是用來形象化描述磁場(chǎng)分布和方向的抽象概念,它們實(shí)際上是看不見的。磁力線是由磁場(chǎng)產(chǎn)生的假想線,用于幫助我們理解和可視化磁場(chǎng)的性質(zhì)。在物理學(xué)中,磁力線從磁鐵的北極出發(fā),進(jìn)入南極,形成閉合的環(huán)路。磁力線的密度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)度,磁力線的方向表示磁場(chǎng)的方向。
盡管磁力線本身是看不見的,但我們可以通過一些實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象來間接觀察磁場(chǎng)的存在和分布。例如:
總之,磁力線是一種理論工具,用于幫助我們理解和描述磁場(chǎng)的特性,但它們本身并不是物理上可見的實(shí)體。
]]>采購(gòu)磁鐵時(shí),需要注意多個(gè)方面以確保所購(gòu)買的磁鐵滿足特定的應(yīng)用需求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。以下是一些關(guān)鍵的考慮因素:
通過仔細(xì)考慮這些因素,可以確保采購(gòu)到適合特定應(yīng)用的高質(zhì)量磁鐵,并避免潛在的問題和額外的成本。
]]>通過遵循上述注意事項(xiàng),可以有效地保護(hù)磁鐵,確保其在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中的安全性和性能穩(wěn)定性。
]]>通常涉及幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù),這些參數(shù)可以從不同角度反映磁鐵的性能。以下是一些常用的衡量標(biāo)準(zhǔn):
通過上述參數(shù)的綜合評(píng)估,可以全面衡量磁鐵的磁性能高低。在實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)不同的需求和使用環(huán)境,可能會(huì)側(cè)重于某些特定的性能指標(biāo)。
]]>永磁材料的磁性在正常的工作條件下可以持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。永磁材料,如釹鐵硼(NdFeB)、鋁鎳鈷(Alnico)和燒結(jié)釤鈷(SmCo)等,通常設(shè)計(jì)用于長(zhǎng)時(shí)間保持其磁性能。
永磁材料的磁性能可能會(huì)隨著時(shí)間而退化,這通常是由于以下因素造成的:
一般情況下,永磁材料的磁性能可以持續(xù)數(shù)十年,具體取決于使用條件和環(huán)境因素。為了延長(zhǎng)永磁材料的壽命和保持其磁性能,應(yīng)該避免高溫、機(jī)械損傷、磁場(chǎng)飽和和化學(xué)腐蝕。
]]>永磁材料和軟磁材料是磁性材料的兩大類,它們?cè)诖呕蟮拇判阅芎蛻?yīng)用上有著顯著的區(qū)別。
永磁材料(Permanent Magnets):
軟磁材料(Soft Magnetic Materials):
兩者的區(qū)別主要在于磁化后的磁性保留情況和磁性能的差異,這些差異決定了它們?cè)诟鞣N應(yīng)用中的使用。
永磁材料和軟磁材料可以組合在一起制成各種磁鐵組件,這些組件在電子和電氣設(shè)備中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以下是一些常見的由永磁材料和軟磁材料組成的組件:
這些組件的性能取決于永磁材料和軟磁材料的特性,以及它們的組合方式和設(shè)計(jì)。通過選擇合適的材料和設(shè)計(jì),可以制造出性能優(yōu)良、效率高、功耗低的電磁設(shè)備。
]]>永磁電機(jī)的磁鋼,通常是指使用永磁材料制成的磁體,這些材料能夠在沒有外加磁場(chǎng)的情況下保持磁化狀態(tài)。常用的永磁材料包括釹鐵硼(Nd-Fe-B)、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷(Alnico)等。
不同類型的永磁材料有不同的耐溫性能。通常,永磁材料的磁性會(huì)隨著溫度的升高而降低,即磁化強(qiáng)度會(huì)隨溫度升高而減弱。當(dāng)溫度接近或超過材料的居里點(diǎn)(Curie temperature)時(shí),磁性會(huì)完全消失。
例如:
在實(shí)際應(yīng)用中,永磁電機(jī)的工作環(huán)境溫度會(huì)對(duì)磁鋼的性能產(chǎn)生影響。因此,選擇合適的永磁材料時(shí),需要考慮電機(jī)的預(yù)期工作溫度范圍,以確保磁鋼能夠在預(yù)期的工作溫度下保持足夠的磁性。如果工作溫度較高,可能需要采用具有更高耐溫性能的永磁材料,或者采取散熱措施來維持磁鋼的磁性。
釤鈷磁鋼
在實(shí)際應(yīng)用中,電機(jī)制造商會(huì)根據(jù)電機(jī)的預(yù)期工作溫度和應(yīng)用要求選擇合適的永磁材料。例如,如果電機(jī)需要在高溫環(huán)境下工作,那么釤鈷磁鋼可能是更好的選擇,因?yàn)樗鼈兡軌蛟诟叩臏囟认卤3执判阅?。如果電機(jī)的工作溫度較低,那么釹鐵硼磁鋼可能是更經(jīng)濟(jì)的選擇,因?yàn)樗鼈兲峁┝烁叩拇判阅堋?/p>
需要注意的是,即使磁鋼的耐溫性能較好,長(zhǎng)時(shí)間的暴露在高溫度下也會(huì)導(dǎo)致磁性能的退化。因此,電機(jī)制造商通常會(huì)采取冷卻措施或其他熱管理策略來保護(hù)磁鋼免受高溫影響。
]]>磁鐵是可以空運(yùn)的,但是需要遵守一定的規(guī)定和程序。由于磁鐵可能會(huì)對(duì)飛機(jī)上的電子設(shè)備造成干擾,因此在運(yùn)輸磁鐵時(shí)需要采取一些安全措施。
以下是一些空運(yùn)磁鐵的注意事項(xiàng):
總之,磁鐵是可以空運(yùn)的,但是在空運(yùn)之前應(yīng)該了解相關(guān)規(guī)定,并采取必要的安全措施。
一個(gè)簡(jiǎn)單的方法來判定是否符合磁檢要求,用一顆回形針放置在包裝下,回形針不會(huì)被吸附上,說明磁性很弱。如果還能吸附的話,可能不會(huì)通過有關(guān)部門的磁檢。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)的危險(xiǎn)品規(guī)章包裝準(zhǔn)則953對(duì)磁性產(chǎn)品的空運(yùn)包裝有具體規(guī)定。如果包裝在任何方向上距包裝7英尺的磁通量等于或大于0.002高斯,則該包裝被視為危險(xiǎn)品,并且必須清除并標(biāo)記為磁性材料。
總的來說,雖然磁鐵可以發(fā)空運(yùn),但在空運(yùn)前需要進(jìn)行磁檢和采取適當(dāng)?shù)拇判蕴幚泶胧源_保符合航空安全運(yùn)輸要求。
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