電機製造業:電機、發電機和執行器中常用磁鐵及組件的類型

2020-12-05 老趙說製造

稀土磁體(釤鈷和釹)或鐵氧體(陶瓷)磁體可用於磁電機和汽車磁鐵的應用,稀土磁體通常比鐵氧體或陶瓷永磁體強2到3倍。在電機中,這使得更小、更輕的馬達具有更高的性能,然而,稀土磁體也比鐵氧體(陶瓷)選項更貴。

釤鈷磁體

Samarium Cobalt(SMCO)磁體產生於1970年代,在釹鐵硼磁體之前,使用SmCo的好處之一是它們不易腐蝕,並且具有更好的耐溫性。這意味著它能在極高或極低的溫度下保持其磁性,對於溫度異常高或極低的應用是一個很好的選擇,不過,它們的威力比釹磁鐵略弱。 其高磁性強度、優異的耐溫性和可靠的性能而無氧化保護,是高溫電機應用中最理想的,釤鈷磁體是一種相對強大的類型。

耐腐蝕性:釤鈷磁體具有優異的耐腐蝕性(釹磁體不具有),大多數應用不需要電鍍或表面塗層,這使得它們有利於醫療應用。

溫度穩定性:釤鈷磁體可以承受比釹磁體更高的溫度,釤鈷磁體的最高工作溫度在250~550°C之間,居裡溫度範圍為700~800°C。

釹鐵硼磁鐵

通常被稱為簡單的釹磁鐵,通過廣泛的過程中使用稀土金屬,通常也是最強大的。然而,由於它們是由鐵製成的,它們在潮溼的環境中或長時間暴露在水中時會生鏽,這也會使它們比其他類型的更脆。釹磁鐵用於電動工具的應用,從旋轉DVD光碟的電機,釹磁鐵被廣泛應用於汽車工業上,釤鈷或釹作為車用磁鐵的選擇通常基於工作溫度和/或耐腐蝕性。

工作溫度:低矯頑力級釹磁鐵如果加熱到176°F(80°C)以上,可能開始失去強度,高矯頑力級釹磁體已經發展到在高達428°F(220°C)的溫度下工作,不可逆損耗很小。釹磁鐵應用中對低溫係數的需求已經觸發了幾個等級的開發,以滿足特定的操作要求。

腐蝕:釹磁體容易腐蝕,特別是沿燒結磁體的晶界,這種類型的腐蝕會導致嚴重的劣化,包括將磁鐵粉碎成小磁粉,通過添加保護塗層以防止暴露在大氣中來解決此漏洞,鍍鎳或雙層銅鎳鍍層是標準方法,也可以使用其他金屬或聚合物和油漆保護塗層進行電鍍。

鐵氧體或陶瓷磁體

與稀土磁體相比,鐵氧體磁體雖然能耗較低,但由於其抗退磁能力強、抗腐蝕能力強、價格低廉等優點,已被廣泛接受,它是大多數類型的直流電動機中最常用的磁鐵。它們不像釹那麼強大,但對於基本的工藝品、冰箱磁鐵或是存放輕量級物品來說,它們是一個性價比高的選擇。

工作溫度:陶瓷磁體的最大工作溫度為250°C,雖然在高溫下運行時會經歷磁損耗,但當材料下降到正常環境溫度時,損耗就會恢復。在非常冷的溫度(-20°C)下工作可能會導致磁強度的永久性損失,除非電路設計用於這種極端情況。

腐蝕:陶瓷磁鐵具有良好的耐腐蝕性,一般不需要塗層或電鍍。

結論

以上幾種不同類型的磁鐵,每種都有自己的一套特性,使用磁鐵,了解磁鐵的不同之處對於選擇工作的最佳磁鐵是很重要的。電機一般由一部分永磁體和電磁鐵組成,電磁鐵需要一個電源,可以打開或關閉,而永磁體保持其磁性。

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    什麼是直流電機?  直流電機(direct current machine)是指能將直流電能轉換成機械能(直流電動機)或將機械能轉換成直流電能(直流發電機)的旋轉電機。它是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機,將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機,將機械能轉換為電能。直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。
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