कस्टम चुंबकीय समाधान: विचुंबकीकरण को रोकने के लिए एफईए का उपयोग करना

एक बंद चुंबकीय सर्किट में (उदाहरण के लिए, स्टील योक के बीच एक चुंबक), पारगम्यता गुणांक (पीसी) उच्च है, आमतौर पर 5-10। चुंबक घुटने से दूर, विचुंबकीकरण वक्र के रैखिक क्षेत्र में काम करता है। ऊंचे तापमान पर भी विचुंबकीकरण का जोखिम कम होता है।

एक खुले सर्किट में (उदाहरण के लिए, हवा में अकेला चुंबक), पीसी कम (0.1-0.5) है। ऑपरेटिंग पॉइंट घुटने के पास होता है। कोई भी विरोधी क्षेत्र या तापमान वृद्धि इसे अपरिवर्तनीय हानि में धकेल सकती है। इस कारण से, चुंबकीय विभाजक और होल्डिंग डिवाइस पीसी को बढ़ाने के लिए स्टील पोल के टुकड़ों का उपयोग करते हैं।

एक स्थायी चुंबक मोटर में, रोटर चुंबक रोटर की स्थिति और स्टेटर करंट के आधार पर एक अलग पीसी का अनुभव करते हैं। चरम भार पर, आर्मेचर प्रतिक्रिया से विचुंबकीय क्षेत्र स्थानीय पीसी को 1.0 से नीचे कम कर सकता है, जिससे चुंबक किनारों पर विचुंबकीकरण जोखिम पैदा हो सकता है।

FEA सॉफ़्टवेयर (जैसे, Ansys Maxwell, JMAG, मोटर-CAD) चुंबक के प्रत्येक परिमित तत्व पर चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर की गणना करता है। फिर फ़ील्ड की तुलना ऑपरेटिंग तापमान पर BH वक्र से की जाती है। यदि उस बिंदु पर क्षेत्र का परिमाण आंतरिक जबरदस्ती (एचसीजे) से अधिक है, तो तत्व को विचुंबकित माना जाता है।

हम तीन स्थितियों का अनुकरण करते हैं:

अधिकतम परिवेश तापमान पर रेटेड लोड।

10 सेकंड के लिए ओवरलोड (2x या 3x रेटेड करंट)।

रुकने की स्थिति (शून्य रोटर गति, पूर्ण वोल्टेज लागू)।

आउटपुट मानचित्र चुंबक आयतन में विचुंबकीकरण प्रतिशत दर्शाते हैं। आमतौर पर, किनारे और कोने सबसे अधिक असुरक्षित होते हैं। स्वीकार्य सीमा:<5% demagnetization after 1000 cycles; <2% for automotive or aerospace applications.

ज्यामितीय संशोधन विचुंबकीकरण जोखिम को काफी हद तक कम कर देते हैं। चुंबक किनारों पर 0.5-1.5 मिमी कक्ष या त्रिज्या जोड़ने से स्थानीय क्षेत्र एकाग्रता कम हो जाती है। एफईए तेजी से पुनरावृत्ति की अनुमति देता है: एक इंजीनियर एक दिन में 20-30 चम्फर विविधताओं का मूल्यांकन कर सकता है, जबकि प्रत्येक पुनरावृत्ति के भौतिक परीक्षण में सप्ताह लगेंगे।

मोटाई अनुपात (चुंबक की मोटाई/वायु अंतराल की लंबाई) भी विचुंबकीकरण को प्रभावित करता है। किसी दिए गए मोटर के लिए, चुंबक की मोटाई 3 मिमी से 4 मिमी तक बढ़ाने से पीसी 1.2 से 1.6 तक बढ़ जाती है, जिससे समान ऑपरेटिंग तापमान पर विचुंबकीकरण जोखिम 40-50% कम हो जाता है। हालाँकि, मोटे चुम्बक रोटर जड़त्व और सामग्री लागत को बढ़ाते हैं। एफईए विचुंबकीकरण सीमा से ऊपर रहते हुए न्यूनतम लागत के लिए मोटाई अनुपात को अनुकूलित करता है।

एफईए अनुकूलन के बाद, हम भौतिक प्रोटोटाइप (5-10 टुकड़े) तैयार करते हैं और डीमैग्नेटाइजेशन सत्यापन करते हैं:

कमरे के तापमान पर फ्लक्स मापें (हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल या फ्लक्समीटर)।

असेंबली को 1 घंटे के लिए अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान तक गर्म करें।

रिवर्स फील्ड पल्स लगाएं या मोटर को ओवरलोड पर चलाएं।

कमरे के तापमान तक ठंडा करें और फ्लक्स को पुनः मापें।

अपरिवर्तनीय हानि=(फ्लक्स_बाद - फ्लक्स_पहले) / फ्लक्स_पहले × 100%। एफईए के साथ सहसंबंध 10-15% के भीतर होना चाहिए। यदि बेमेल 20% से अधिक है, तो हम सिमुलेशन को परिष्कृत करते हैं (उदाहरण के लिए, भौतिक संपत्ति भिन्नता, विनिर्माण सहनशीलता के प्रभाव को जोड़ना)।

एफईए डीमैग्नेटाइजेशन विश्लेषण की आवश्यकता वाले कस्टम चुंबकीय समाधानों के लिए - जिसमें आईपीएम रोटर्स, स्पोक प्रकार रोटर मैग्नेट और चुंबकीय कपलिंग शामिल हैं - कृपया हमारी वेबसाइट पर हमारे परिमित तत्व विश्लेषण तकनीकी सहायता पृष्ठ को देखें। हम प्रत्येक प्रोटोटाइप के साथ पूर्ण सिमुलेशन रिपोर्ट प्रदान करते हैं।

अपने मौजूदा या नियोजित मोटर डिज़ाइन के लिए विचुंबकीकरण जोखिम मूल्यांकन का अनुरोध करने के लिए, हमारी FEA इंजीनियरिंग टीम से संपर्क करें। अपना स्टेटर वर्तमान तरंगरूप, रोटर आयाम, चुंबक ग्रेड और अधिकतम तापमान भेजें। हम 3-5 कार्य दिवसों के भीतर एक सिमुलेशन रिपोर्ट लौटाते हैं।

प्रश्न: विश्व मोटर परीक्षण की तुलना में डीमैग्नेटाइजेशन की भविष्यवाणी करने में एफईए कितना सटीक है?
ए: समरूप चुंबक गुणों के लिए ±10% के भीतर। भिन्नता वास्तविक चुंबक एचसीजे बैच से - बैच (±5%) और तापमान माप त्रुटि से आती है। हम रेटेड एचसीजे से 15% कम सुरक्षा मार्जिन की अनुशंसा करते हैं।

प्रश्न: क्या आप हैलबैक सरणी असेंबली के लिए विचुंबकीकरण का अनुकरण कर सकते हैं?
उत्तर: हाँ. हैलबैक सरणियों में जटिल फ्लक्स पथ होते हैं, लेकिन एफईए उन्हें सटीक रूप से संभालता है। हम लीनियर मोटर्स और एमआरआई ग्रेडिएंट कॉइल्स के लिए हैलबैक कॉन्फ़िगरेशन में विशेषज्ञ हैं।

प्रश्न: 150 डिग्री पीएमएसएम में विचुंबकीकरण से बचने के लिए न्यूनतम चुंबक मोटाई क्या है?
ए: वायु अंतराल और स्टेटर करंट पर निर्भर करता है। एक सामान्य नियम के अनुसार, 1 मिमी एयर गैप और N35SH मैग्नेट के साथ एक सतह {{1} माउंट पीएमएसएम के लिए, न्यूनतम मोटाई 3.5 मिमी है। N42SH के लिए, 4.5 मिमी. अपनी सटीक ज्यामिति के लिए FEA चलाएँ।