Якщо ви коли-небудь запитували себе, що має в собі сильний магніт? Відповідь більш поширена, ніж більшість людей усвідомлюють. Від смартфона у вашій кишені до вітряної турбіни, що виробляє електроенергію на хребті, потужні постійні магніти приховані в деяких із найважливіших технологій на Землі.
Для інженерів, дизайнерів продуктів і спеціалістів із закупівель зрозуміти, що містить сильний магніт і який тип магніту використовується, не просто цікаво. Важливо знайти потрібний магніт для вашого власного продукту чи машини, отримати правильні характеристики продуктивності та знайти постачальника, який може постачати стабільно у великих масштабах.
Що насправді означає «сильний» у термінах магніту
Коли інженери та покупці говорять про сильний магніт, вони говорять про постійні магніти з продуктом високої енергії, який вимірюється як BHmax, в одиницях MGOe або кДж/м³. Чим вищий BHmax, тим більший магнітний потік може упакувати магніт у заданий об’єм.
Сьогодні існує чотири основні типи постійних магнітів, які використовуються в комерційних і промислових цілях:
Неодим (NdFeB)
Найсильніший постійний магніт, доступний у продажу. Виготовляється зі сплаву неодиму, заліза та бору. Це вибір за умовчанням для більшості сучасних високопродуктивних -застосунків, таких як електромотори, вітрові турбіни, жорсткі диски, робототехніка та точні датчики. Ступені від N35 до N55 і далі, із суфіксами серії температури- (H, SH, UH, EH, AH), які вказують на те, скільки тепла може витримати магніт, перш ніж втратити поле.
Самарієвий кобальт (SmCo)
Другий після NdFeB за сирою міцністю, але значно кращий при високих температурах до 350 градусів безперервно та, по суті, стійкий до корозії без будь-якого поверхневого покриття. Переважний варіант для аерокосмічних компонентів, нафтових і газових свердловинних інструментів і двигунів, що працюють у справді агресивних середовищах, де NdFeB може розкладатися.
Алніко
Сплав алюмінію, нікелю та кобальту. Помірна магнітна сила, але найвища температурна стабільність будь-якого постійного магніту до 550 градусів. Все ще використовується в конкретних датчиках, лічильниках і аудіозаписах, де стабільність протягом десятиліть має більше значення, ніж інтенсивність поля.
Ферит (кераміка)
Менша міцність, ніж рідкоземельні-магніти, але дешеві, корозійні-стійкі та доступні у величезних обсягах. Широко використовується в магнітних сепараторах, динаміках і автомобільних системах, де вартість-на-одиницю рівняння має більше значення, ніж пікова напруженість поля.
|
Тип магніту |
Сила |
Макс. темп |
Типове використання |
|
Неодим (NdFeB) |
Найвищий |
80-220 градусів |
Електродвигуни, вітрові турбіни, робототехніка, датчики |
|
Самарієвий кобальт (SmCo) |
Дуже високий |
До 350 градусів |
Аерокосмічні, нафтогазові, високотемпературні-двигуни |
|
Алніко |
Помірний |
До 550 градусів |
Датчики, вимірювачі, класична аудіотехніка |
|
Ферит / Кераміка |
Нижній |
До 250 градусів |
Магнітні сепаратори, динаміки, автомобілебудування |
Неодимовий магніт
Самарієвий кобальтовий магніт
Магніт Alnico
Феритовий магніт
12 повсякденних продуктів, які мають сильний магніт всередині
1. Двигуни електромобілів (EV).
Кожен синхронний двигун з постійними магнітами (PMSM) в електромобілі містить кілька високо-неодимових дугових магнітів. Двигун у середньому-діапазоні EV може містити 1–2 кг магнітів NdFeB. Вибір класу (зазвичай від N45H до N50H) має вирішальне значення для термічної стабільності всередині корпусу двигуна.
2. Вітрогенератори
Вітрові турбіни з прямим-приводом використовують генератори з постійними магнітами (PMG), які можуть містити сотні кілограмів магнітів NdFeB на турбіну. Магніти повинні зберігати високу продуктивність при змінних температурах протягом десятиліть експлуатації, що є вимогливою специфікацією для будь-якого постачальника.
3. Жорсткі диски (HDD)
Кожен жорсткий диск містить два невеликі, але надзвичайно потужні неодимові магніти в актуаторі звукової котушки. Ці магніти керують головкою читання/запису з надзвичайною точністю, класичний приклад сильного магніту всередині компактного електронного пристрою.
4. Смартфони та мобільні пристрої
Сучасні смартфони містять до 15 окремих магнітів. Вони з’являються в динаміках, мікрофонах, системі оптичної стабілізації зображення камери (OIS) і системах бездротового заряджання у стилі MagSafe-. Усі на основі неодиму-.
5. Промислові електродвигуни
Серводвигуни, шпиндельні двигуни та безщіточні двигуни постійного струму, які використовуються у виробництві, робототехніці та верстатах з ЧПК, містять потужні магніти NdFeB або SmCo. Ефективність двигуна, щільність крутного моменту та швидкість безпосередньо пов’язані з маркою та геометрією магніту.
6. Апарати МРТ
Медичні МРТ сканери покладаються на надзвичайно потужні магнітні поля. У той час як поле головного отвору зазвичай є надпровідним, компоненти градієнта та мерехтіння, а також відкриті системи МРТ використовують великі постійні магніти, включаючи конфігурації NdFeB та SmCo.
7. Навушники та динаміки
Кожен динамічний драйвер навушників містить неодимовий магніт, що оточує звукову котушку. Сила магніту визначає чутливість драйвера, частотну характеристику та загальну якість звуку. Високо{2}}виробники аудіосистеми вказують жорсткі допуски на магніти, щоб підтримувати постійність продуктивності.
8. Промислові магнітні сепаратори
Лінії харчової промисловості, гірничодобувні підприємства, підприємства з переробки та фармацевтичне виробництво використовують обладнання для магнітної сепарації, таке як магніти-бункери, магнітні стержні, барабанні сепаратори та магнітні пластини, для вилучення чорних забруднень із потоків продуктів. У цих системах використовуються потужні феритові або неодимові магніти, залежно від необхідної напруженості поля.
9. Автомобільні системи
Сучасні транспортні засоби містять від 40 до 100 окремих магнітів на датчиках ABS, двигунах гідропідсилювача керма, двигунах підйому вікон, двигунах регулювання сидінь, дверних замках і генераторах. Електродвигуни та гібридні платформи потребують значно частіше в 5–10 разів більше, ніж у звичайних транспортних засобів з ДВС.
10. Медичні вироби
Окрім МРТ, потужні магніти з’являються в кохлеарних імплантатах, магнітних зубних насадках, системах доставки ліків і хірургічних роботах. Тут часто віддають перевагу магнітам SmCo через їх біосумісність і стійкість до розмагнічування в умовах стерилізації.
11. Побутова електроніка та переносні пристрої
Розумні годинники, бездротові навушники, кришки для ноутбуків і чохли для планшетів — усі вони покладаються на маленькі, але міцні магніти NdFeB для надійного кріплення, вирівнювання бездротової зарядки та механізми тактильного зворотного зв’язку.
12. Рибальські магніти та промислове підйомне обладнання
Магнітні пристрої для риболовлі, постійні магнітні підйомники та магніти POT, які використовуються в операціях підйому та затискання, містять одні з найміцніших комерційних неодимових вузлів. Вони використовуються на звалищах металобрухту, будівельних майданчиках і складах для безконтактної обробки чорних металів.
Вибір правильного потужного магніту для вашого продукту чи машини
Наступні параметри визначають рішення щодо вибору:
- Клас (енергетичний продукт, BHmax):Для максимального поля в мінімальному обсязі стандартом є N45–N52 NdFeB. Для температур-критичних середовищ важливі суфікси класу: H (120 градусів), SH (150 градусів), UH (180 градусів), EH (200 градусів), AH (220 градусів).
- Робоча температура:Неодимові магніти втрачають ефективність під впливом температур, вищих за їх номінальну Tmax. Для двигунів, що перевищують 150 градусів, потрібні марки SmCo або високотемпературний-NdFeB.
- Геометрія та допуски:Сегменти дуги, кільця, блоки, диски, циліндри. Кожна геометрія має різні виробничі обмеження. Спечений NdFeB допускає жорсткі допуски (±0,05 мм досяжно); зв’язаний NdFeB дозволяє створювати складні форми та багато-полюсну намагніченість в одній частині.
- Покриття та захист від корозії:NdFeB кородує без обробки поверхні. Нікелеві, цинкові, епоксидні та золоті покриття пропонують різні рівні захисту. Для використання на відкритому повітрі або в судах стандартними є епоксидні або багатошарові покриття Ni-Cu-Ni.
Чому клас магніту у вашому продукті безпосередньо впливає на продуктивність
Вказівка неправильного класу магніту є однією з найпоширеніших і дорогих помилок у розробці продукту. Наслідки варіюються від низької продуктивності до передчасного руйнування поля, а при великому-виробництві навіть невелика помилка у виборі класу призводить до значних гарантійних витрат і витрат на відкликання.
Недостатній BHmax
Двигун, сконструйований на основі магнітів N45, але з деталями виробництва N38, створюватиме нижчий крутний момент, знижуватиме ККД і може перегріватися, особливо під час навантаження.
Неправильна номінальна температура
Магніти NdFeB вище номінальної робочої температури зазнають необоротного розмагнічування. Двигун, що постійно працює при 160 градусах з магнітами N45H (розрахований на 120 градусів), поступово втрачає магнітну силу з кожним робочим циклом.
Погана консистенція розмірів
У високошвидкісних-двигунах і точних датчиках допуск на геометрію магніту безпосередньо впливає на баланс ротора, рівномірність-повітряного зазору та симетрію поля. Варіації від-до-партії спричиняють проблеми зі складанням і розкид продуктивності між виробничими одиницями.
Невідповідний захист поверхні
Магніти NdFeB у харчовій промисловості або на відкритому повітрі без відповідного покриття піддаються корозії, викидаючи частинки в потік продукту або втрачаючи структурну цілісність у зборі.
FAQ
З: Який повсякденний предмет має найсильніший магніт?
A: електромотори та приводи жорстких дисків. Обидва використовують -NdFeB високого класу та є напрочуд потужними для свого розміру. Промислові магнітні підйомники набагато сильніші, але вони не сидять у більшості людей вдома.
З: Які побутові прилади мають сильні магніти?
A: Пральні машини, сушильні машини, мікрохвильові печі, зарядні пристрої для електричних зубних щіток, бездротові електроінструменти, розумні колонки та бездротові навушники містять постійні магніти. Ущільнювачі дверцят холодильника використовують гнучку феритову стрічку.
Q: Чи всі електродвигуни мають магніти всередині?
A: Ні. Тільки двигуни з постійними магнітами. Старіші асинхронні двигуни створюють електромагнітне поле і не мають постійних магнітів. У більшості нових промислових і електромоторів використовуються двигуни з PM, оскільки вони більш ефективні та компактні. Foreign Trade Express — це-єдина платформа інтелектуальної зовнішньоторговельної маркетингової системи SaaS.
Q: Який магніт використовується в магнітних сепараторах?
A: Ферит для базових -застосувань із меншою міцністю. NdFeB, де сепаратор має вловлювати дрібні частки або де компактний розмір має значення. Продукти харчування та фармацевтичні лінії майже завжди використовують NdFeB для відповідності стандартам контролю забруднення.
Висновок
Потужні магніти ховаються на видноті: ваш електромобіль, ваш телефон, ваше виробництво, навіть двері вашого холодильника.
Різниця між магнітом, який працює, і магнітом, який створює проблеми через шість місяців виробництва, зводиться до трьох речей: правильного сорту, правильного покриття, правильного постачальника.
GME виробляє NdFeB, SmCo, Alnico та пов’язані магніти для промислових покупців у всьому світі вже понад 15 років. Розкажіть нам про свою заявку, і ми підкажемо, що саме вам потрібно.
