El mayor campo de aplicación de los imanes permanentes de tierras raras son los motores de imanes permanentes. Los motores se conocen comúnmente como motores. En sentido amplio, los motores incluyen motores que convierten energía eléctrica en energía mecánica y generadores que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Tanto motores como generadores se utilizan en equipos eléctricos cuyo principio subyacente es la ley de inducción electromagnética o la ley de fuerza electromagnética. El campo magnético de entrehierro es la premisa del principio de funcionamiento del motor. El campo magnético de entrehierro generado por excitación eléctrica se denomina motor de inducción, y el generado por un imán permanente, motor de imán permanente.
El campo magnético del entrehierro en el motor de imán permanente es generado por el imán permanente, que no requiere energía eléctrica adicional ni bobinados adicionales. Por lo tanto, sus principales ventajas frente al motor de inducción son su alta eficiencia, ahorro de energía, tamaño compacto y estructura simple. Por ello, su aplicación en motores de imán permanente, especialmente en todo tipo de motores pequeños y micromotores, es ampliamente utilizada.
La figura a continuación muestra un modelo simple del principio de funcionamiento de un motor de CC de imán permanente. Dos imanes permanentes generan un campo magnético en la bobina central, por la que pasa una corriente. La fuerza electromagnética (regla de la mano izquierda) se genera bajo la acción del campo magnético y, a continuación, gira. La parte giratoria del motor se denomina rotor y la parte estacionaria, estator. Obviamente, el imán permanente de la figura a continuación pertenece al estator y la bobina al rotor.
En las máquinas eléctricas rotativas, cuando el imán permanente es el estator, el imán en forma de teja montado en la superficie del arco exterior se fija a la carcasa; cuando el imán permanente es el rotor, el imán en forma de teja montado en la superficie del arco interior se fija al núcleo del rotor. , o incrustado en el núcleo del rotor en forma cuadrada, como se muestra en la figura siguiente.
En el caso de los motores lineales, los imanes permanentes son principalmente cuadrados y de paralelogramo, y los motores lineales cilíndricos también utilizan imanes de anillo magnetizados axialmente.
Los imanes de motor de imán permanente tienen las siguientes características:
1. La forma no será demasiado compleja (excepto en el caso de algunos micromotores, como los motores VCM), la mayoría de los cuales son rectangulares, de teja, de abanico y de pan. Con el objetivo de reducir el coste del diseño del motor, muchos de ellos utilizan imanes cuadrados de acero integrados.
2. La magnetización es relativamente simple, básicamente unipolar, y tras el ensamblaje se forma un circuito magnético multipolar. Si se fabrica un anillo completo, como un anillo magnético de NdFeB de unión o un anillo magnético prensado en caliente, generalmente se utiliza la magnetización por radiación multipolar.
3. Los requisitos técnicos principales residen en la estabilidad a altas temperaturas, la consistencia del flujo magnético y la adaptabilidad. Los imanes de rotor de montaje superficial requieren buena afinidad con el adhesivo. Los imanes de motores lineales tienen requisitos relativamente estrictos para la niebla salina. Los imanes de energía eólica tienen requisitos más estrictos para la niebla salina, y los imanes de motores de accionamiento requieren una excelente estabilidad a altas temperaturas.
4. El producto de energía magnética se aplica en grados altos, medios y bajos, pero la fuerza coercitiva se encuentra principalmente en los niveles medio y alto. Actualmente, los grados de acero magnético de los motores de accionamiento de vehículos eléctricos suelen presentar un producto de energía magnética alta y una fuerza coercitiva alta, como 45UH, 48UH, 50UH, 42EH, 45EH, etc. Es esencial un proceso de difusión maduro.
5. Los imanes de enlace segmentados se han utilizado ampliamente en motores de alta temperatura. El objetivo es mejorar el aislamiento segmentario de los imanes para reducir la pérdida por corrientes parásitas cuando el motor está en funcionamiento, y algunos imanes estarán en la superficie. Se añade un recubrimiento epóxico para aumentar su aislamiento.
Elementos de prueba clave para imanes de motor:
1. Estabilidad a altas temperaturas. Algunos clientes solicitan la medición de la desintegración magnética en circuito abierto, mientras que otros solicitan la medición de la desintegración magnética en circuito semiabierto. Durante el funcionamiento del motor, el acero magnético debe soportar el campo magnético inverso alterno, además de la alta temperatura. Por lo tanto, es necesario probar y monitorear la desintegración magnética del producto terminado y la curva de desmagnetización a alta temperatura del material base.
2. Consistencia del flujo. El acero magnético se utiliza como fuente de campo magnético del rotor o estator del motor. Una diferencia de consistencia provocará vibraciones en el motor, reducirá la potencia y afectará su funcionamiento. Por lo tanto, el acero magnético del motor generalmente requiere una consistencia del flujo magnético, y algunos requieren un espesor de 5%, otros de 3% o incluso de 2%. Se deben considerar factores que afectan la consistencia del flujo magnético, como la consistencia del magnetismo residual, la consistencia de las tolerancias y la consistencia de los recubrimientos de biselado.
3. Adaptabilidad. La mayoría de los imanes de montaje superficial tienen forma de teja. Para el ángulo y el radián incluidos, el método de prueba bidimensional convencional presenta errores elevados o es difícil de probar. En este punto, es necesario considerar su adaptabilidad. Algunos imanes con una disposición cercana requieren controlar la separación acumulativa, mientras que algunos aceros magnéticos de montaje superficial con cola de milano deben considerar la estanqueidad del ensamblaje. Es recomendable fabricar un dispositivo de perfilado según el método de ensamblaje del usuario para comprobar la idoneidad del acero magnético.
El personal de compras debe centrarse en los siguientes puntos:
1. Mercado de tierras raras. Dado que el costo del motor por unidad representa la mayor parte, el acero para imanes siempre ha sido la principal fuente de reducción de costos. Debido a que la forma del imán del motor es relativamente simple, el costo del material representa la mayor proporción. Los compradores deben prestar atención a los metales de tierras raras en todo momento. Las condiciones del mercado permiten comprender la tendencia de precios de los imanes para motores.
2. Indicadores de rendimiento. La forma del acero magnético es relativamente simple y el costo del material es un factor importante. Por lo tanto, el índice de rendimiento afectará directamente la cantidad de tierras raras pesadas en el acero magnético, lo que a su vez incidirá directamente en su costo.
3. Cantidad. La mayoría de los imanes de motor son relativamente grandes, con longitudes desde 10 mm hasta más de 100 mm. La cantidad de piezas producidas a partir de una pieza bruta es limitada, por lo que, cuando la demanda no es alta, se desperdicia mucho material en stock y se requiere la producción de moldes fijos. El problema de distribuir los costos de los moldes resulta en costos más altos.