Compreendendo o aumento da temperatura operacional devido às perdas por correntes parasitas
Nos ímãs do estator (ímãs montados no estator de um motor ou gerador PM), o campo magnético alterna na frequência elétrica. Isso induz correntes parasitas no material magnético, gerando calor. Para um motor de 4 pólos funcionando a 6.000 rpm, a frequência elétrica é 200 Hz. As perdas por correntes parasitas em ímãs SmCo sólidos podem aumentar a temperatura do ímã em 30-60 graus acima da temperatura ambiente, dependendo da espessura e condutividade do ímã.
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), é usado SmCo sinterizado com resistividade elétrica de 80-100 μΩ·cm (em comparação com 50-60 μΩ·cm para NdFeB).
Por que a SmCo é insubstituível em motores de{0}calor extremo
Ímãs NdFeB acima de 220 graus (mesmo com graus EH ou AH) sofrem rápida desmagnetização irreversível devido à difusão dos limites pesados dos grãos de terras raras. SmCo, com temperatura Curie de 750-800 graus, não apresenta transformação de fase abaixo de 400 graus. As aplicações que exigem o SmCo incluem:
Atuadores aeroespaciais: operação contínua de 250 graus, sobrevivência a 350 graus por 30 minutos.
Motores de perfuração de fundo de poço (petróleo e gás): ambiente de 200 graus + auto-aquecimento até 280 graus.
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250 graus.
Motores de eixo-de alta velocidade (20.000-60.000 rpm): aquecimento por vento + correntes parasitas.
Nesses ambientes, o uso de NdFeB exigiria resfriamento líquido caro ou resultaria em falhas catastróficas em poucas horas.
Definição de coeficientes de temperatura reversíveis e perdas irreversíveis
Perda reversível: a mudança no Br com a temperatura que retorna quando resfriado. O SmCo (coeficiente de temperatura do Br) é de -0,03 a -0,04%/grau, o que significa que um aumento de 200 graus reduz o Br em 6-8%. Esta perda é recuperada à temperatura ambiente.
Perda irreversível: perda permanente devido a alterações metalúrgicas ou desmagnetização parcial. Para SmCo abaixo de 350 graus, a perda irreversível é insignificante (<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 a 300 graus.
Alinhando o design térmico do motor com o grau magnético correto
O projeto térmico do motor deve levar em conta:
Temperatura máxima contínua do ímã (ambiente + aumento de temperatura).
Pico de temperatura-de curto prazo (condições de sobrecarga ou parada).
Método de resfriamento (ar, camisa de água, spray de óleo ou passivo).
Fornecemos uma matriz de seleção de notas:
| Temperatura máxima do ímã (graus) | Grau SmCo recomendado | Hcj min @ temp (kOe) | Tipo de motor típico |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (nota 18) | 5-8 | Indústria geral, sensível-aos custos |
| 200-280 | Sm2Co17 (nota 24) | 8-12 | Servo-de alto torque e tração |
| 280-350 | Sm2Co17 (nota 28 com V) | 12-18 | Aeroespacial, fundo de poço, serviço extremo |
| >350 | AlNiCo (elenco) | N/A (sem risco de demag) | Especializado (sem SmCo acima de 350 graus contínuos) |
Para fabricantes de motores industriais que necessitam de ímãs de estator SmCo ou conjuntos completos de rotor com arcos SmCo, visite nossas páginas de ímãs de estator e ímãs de cobalto de samário em nosso website. Fornecemos ímãs totalmente segmentados para reduzir as perdas por correntes parasitas.
Para solicitar uma simulação térmica e recomendação de classificação para o seu motor – incluindo temperatura ambiente esperada, ciclo de trabalho e método de resfriamento – entre em contato com nossa equipe de engenharia de motores.
Perguntas frequentes
P: Os ímãs SmCo podem ser usinados com tolerâncias restritas como ± 0,03 mm?
R: Sim, mas o SmCo é mais duro e frágil que o NdFeB. Usamos rebolos diamantados. Espere um custo de usinagem 10-15% maior do que o NdFeB. Tolerâncias ±0,05 mm são padrão; ±0,02 mm disponível com preço premium.
P: Os ímãs SmCo requerem revestimento para proteção contra corrosão?
R: SmCo possui excelente resistência à corrosão em ambientes secos ou levemente úmidos. Para névoa salina ou exposição a produtos químicos, recomendamos um revestimento fino de Ni-Cu-Ni (10-15μm) ou parileno. A maioria dos motores industriais com carcaças seladas não necessita de revestimento.
P: Qual é o prazo de entrega para segmentos de arco SmCo personalizados (OD 80 mm, ID 70 mm, comprimento 50 mm)?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500 unidades). Custo do ferramental: $ 800-1200 para matriz de segmento.
