Pérdidas por corrientes de Foucault de imanes permanentes de tierras raras en aplicaciones de motores
Tanto el samario cobalto como el neodimio hierro boro son materiales metálicos. Debido a la buena conductividad eléctrica de los materiales metálicos, la resistividad es muy baja, lo que no es bueno para la maquinaria rotatoria como los motores, porque generará corrientes de Foucault en la maquinaria rotatoria. pérdida, causando el calentamiento de la maquinaria rotatoria, incluidos los imanes. Por lo tanto, las pérdidas por corrientes de Foucault en los imanes que se producen en la maquinaria giratoria son imprescindibles para los diseñadores de motores e imanes. Hoy, lo llevaré a comprender qué es la pérdida por corrientes de Foucault de los imanes y cómo evitar la pérdida por corrientes de Foucault en la producción de materiales magnéticos.
Para comprender y reducir la pérdida por corrientes de Foucault, primero debemos saber cómo se genera la pérdida por corrientes de Foucault. Aquí necesitamos introducir un concepto: efecto de piel (efecto de piel)
Cuando la corriente alterna pasa a través del cable, la distribución de la densidad de corriente en la sección transversal del cable es desigual. El fenómeno se llama efecto piel.
La causa del efecto piel es la corriente de Foucault. A partir de la ley de inducción electromagnética, se generará un campo magnético alterno alrededor de un campo eléctrico alterno. Cuando una corriente alterna pasa a través de un conductor, se generará un campo magnético alterno dentro y alrededor del conductor, lo que provocará una corriente inducida en forma de vórtice dentro del conductor. La corriente de Foucault se conoce como corriente de Foucault. .
Cuanto más cerca esté del centro del conductor, mayor será la fuerza electromotriz inducida generada por el campo magnético alterno en el conductor, más fuerte será la corriente de Foucault y más fuerte será la obstrucción a la corriente original, lo que resulta en una menor densidad de corriente que se aproxima. el centro del conductor, mientras se acerca a la superficie de mayor densidad de corriente.
Dado que la fuerza electromotriz inducida aumenta al aumentar la frecuencia, el efecto pelicular también se vuelve más pronunciado al aumentar la frecuencia. Cuando una corriente de alta frecuencia pasa a través del cable, se puede considerar que la corriente solo fluye en una capa delgada sobre la superficie del cable, lo que equivale a reducir la sección transversal del cable, lo que reduce en gran medida la utilización efectiva. del material conductor.
Pérdida por corrientes de Foucault
Dado que la resistencia de los imanes permanentes de samario cobalto y NdFeB es relativamente pequeña, las corrientes de Foucault en el campo eléctrico alterno son generalmente relativamente grandes. Debido al efecto térmico de la corriente, la corriente de Foucault hará que el imán se caliente y se producirá una desmagnetización térmica cuando la temperatura sea demasiado alta.
La magnitud de la pérdida por corrientes de Foucault está relacionada con factores como la forma en que cambia el campo magnético, el movimiento del imán, la forma del imán, la permeabilidad y la resistividad. Cuanto mayor sea la velocidad de rotación (equivalente a la frecuencia) y la permeabilidad de la maquinaria rotatoria, menor será la resistividad, menor la profundidad de la piel y mayor la pérdida causada. En vehículos eléctricos, ascensores y otros campos, para controlar la velocidad, el motor de imanes permanentes suele estar controlado por la fuente de alimentación del inversor. Debido a la existencia de armónicos de alto orden en la frecuencia de la portadora, la pérdida por corrientes de Foucault en el imán también aumentará y provocará una desmagnetización térmica.
Reducción de la pérdida por corrientes de Foucault de NdFeB sinterizado mediante la mejora de la resistividad
Desde el punto de vista del diseño del motor, para reducir la pérdida por corrientes de Foucault de los imanes permanentes en la maquinaria rotatoria, se han propuesto varios métodos técnicos, como columnas de blindaje que rodean los imanes, métodos para dividir los imanes y aislar los imanes en el lado, etc
Desde la perspectiva de los imanes, una de las formas más efectivas de reducir la pérdida por corrientes parásitas del motor es utilizar imanes adheridos. Debido a la presencia del aglutinante y una fracción de volumen suficientemente alta, la resistividad del imán unido es 102~104 de la del imán sinterizado. veces, pero la potencia y la temperatura máxima de funcionamiento del motor están muy limitadas, por lo que el método más directo es aumentar la resistividad del propio imán sinterizado.
Hay muchas formas de mejorar la resistividad de los imanes sinterizados, como agregar polvos con alta resistividad (Al2O3, etc.), recubrir recubrimientos de SiO2, etc., pero estos métodos afectarán las propiedades magnéticas de los imanes sinterizados hasta cierto punto. Por lo tanto, en la investigación y el desarrollo de imanes, se debe lograr un equilibrio entre la resistividad y las propiedades magnéticas en el proceso.