Inzicht in de stijging van de bedrijfstemperatuur als gevolg van wervelstroomverliezen
Bij statormagneten (magneten gemonteerd op de stator van een PM-motor of generator) wisselt het magnetische veld met de elektrische frequentie. Hierdoor ontstaan wervelstromen in het magneetmateriaal, waardoor warmte ontstaat. Voor een 4-polige motor met een toerental van 6000 tpm is de elektrische frequentie 200 Hz. Wervelstroomverliezen in massieve SmCo-magneten kunnen de magneettemperatuur met 30-60 graden boven de omgevingstemperatuur verhogen, afhankelijk van de magneetdikte en geleidbaarheid.
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Hz) wordt gesinterd SmCo met een elektrische weerstand van 80-100 μΩ·cm gebruikt (vergeleken met 50-60 μΩ·cm voor NdFeB).
Waarom SmCo onvervangbaar is in motoren met extreme{0}} hitte
NdFeB-magneten boven de 220 graden (zelfs met EH- of AH-kwaliteiten) lijden aan snelle onomkeerbare demagnetisatie als gevolg van diffusie van de zware grenzen van zeldzame aardkorrels. SmCo, met een Curie-temperatuur van 750-800 graden, vertoont geen fasetransformatie onder de 400 graden. Toepassingen die SmCo verplicht stellen, zijn onder meer:
Actuatoren voor de lucht- en ruimtevaart: continue werking van 250 graden, overleving bij 350 graden gedurende 30 minuten.
Boormotoren voor boorgaten (olie en gas): omgevingstemperatuur 200 graden + zelfverhitting- tot 280 graden.
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 graden.
Hoge-spindelmotoren (20.000-60.000 tpm): windenergie + wervelstromen.
In deze omgevingen zou het gebruik van NdFeB dure vloeistofkoeling vereisen of binnen enkele uren tot catastrofaal falen leiden.
Omkeerbare temperatuurcoëfficiënten en onomkeerbare verliezen definiëren
Omkeerbaar verlies: de verandering in Br met de temperatuur die terugkeert bij afkoeling. SmCo's (temperatuurcoëfficiënt van Br) is -0,03 tot -0,04%/graad, wat betekent dat een stijging van 200 graden Br met 6-8% vermindert. Dit verlies wordt bij kamertemperatuur herwonnen.
Onomkeerbaar verlies: permanent verlies als gevolg van metallurgische veranderingen of gedeeltelijke demagnetisatie. Voor SmCo onder 350 graden is het onomkeerbare verlies verwaarloosbaar (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >12 kOe bij 300 graden.
Het thermische ontwerp van de motor afstemmen op de juiste magneetkwaliteit
Het thermische ontwerp van de motor moet rekening houden met:
Maximale continue magneettemperatuur (omgeving + temperatuurstijging).
Piektemperatuur op korte- termijn (overbelasting of blokkering).
Koelmethode (lucht, watermantel, oliespray of passief).
Wij bieden een cijferselectiematrix:
| Max. magneettemperatuur (graden) | Aanbevolen SmCo-kwaliteit | Hcj min @ temperatuur (kOe) | Typisch motortype |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (graad 18) | 5-8 | Algemeen industrieel, kosten-gevoelig |
| 200-280 | Sm2Co17 (graad 24) | 8-12 | Servo met hoog-koppel, tractie |
| 280-350 | Sm2Co17 (graad 28 met V) | 12-18 | Lucht- en ruimtevaart, onder in het boorgat, extreme toepassingen |
| >350 | AlNiCo (cast) | N.v.t. (geen demag-risico) | Gespecialiseerd (geen SmCo boven 350 graden continu) |
Voor industriële motorfabrikanten die SmCo-statormagneten of complete rotorassemblages met SmCo-bogen nodig hebben, kunt u onze pagina's met statormagneet en Samarium-kobaltmagneten op onze website bezoeken. Wij leveren volledig gesegmenteerde magneten om wervelstroomverliezen te verminderen.
Neem contact op met ons motorengineeringteam om een thermische simulatie en kwaliteitsaanbeveling voor uw motor aan te vragen, inclusief de verwachte omgevingstemperatuur, inschakelduur en koelmethode.
Veelgestelde vragen
Vraag: Kunnen SmCo-magneten worden bewerkt met nauwe toleranties zoals ±0,03 mm?
A: Ja, maar SmCo is harder en brozer dan NdFeB. Wij maken gebruik van diamantslijpschijven. Verwacht 10-15% hogere bewerkingskosten dan NdFeB. Toleranties ±0,05 mm zijn standaard; ±0,02 mm beschikbaar tegen premiumprijzen.
Vraag: Hebben SmCo-magneten een coating nodig ter bescherming tegen corrosie?
A: SmCo heeft een uitstekende corrosieweerstand in droge of licht vochtige omgevingen. Bij blootstelling aan zoutnevel of chemische stoffen raden we een dunne Ni-Cu-Ni (10-15μm) of paryleencoating aan. De meeste industriële motoren met afgedichte behuizingen hebben geen coating nodig.
Vraag: Wat is de levertijd voor op maat gemaakte SmCo-boogsegmenten (OD 80 mm, ID 70 mm, lengte 50 mm)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 stuks). Gereedschapskosten: $ 800-1200 voor segmentmatrijs.
