モーター用途における希土類永久磁石の渦電流損失

サマリウムコバルトとネオジム鉄ホウ素はどちらも金属材料です。金属材料の電気伝導率が良いため、抵抗率が非常に低く、回転機械の渦電流をもたらすため、モーターなどの回転機械には適していません。損失、磁石を含む回転機械の加熱を引き起こします。したがって、回転機械で発生する磁石の渦電流損失は、磁石およびモーターの設計者にとって必須です。今日は、磁石の渦電流損失とは何か、そして磁性材料の製造において渦電流損失を回避する方法を理解するためにあなたを連れて行きます。

渦電流損失を理解して減らすには、まず渦電流損失がどのように発生するかを知る必要があります。ここで、概念を紹介する必要があります-表皮効果（表皮効果）

交流がワイヤーを通過するとき、ワイヤーの断面の電流密度の分布は不均一です。この現象は表皮効果と呼ばれます。

表皮効果の原因は渦電流です。電磁誘導の法則から、交流電場の周りに交流磁場が発生します。導体に交流電流が流れると、導体内およびその周囲に交流磁界が発生し、導体内に渦状の誘導電流が発生します。渦電流は渦電流と呼ばれます。。

導体の中心に近いほど、導体内の交番磁界によって発生する誘導起電力が大きくなり、渦電流が強くなり、元の電流の妨害が強くなり、電流密度が小さくなります。表面のより高い電流密度に近づきながら、導体の中心。

誘導起電力は周波数の増加とともに増加するため、表皮効果も周波数の増加とともにより顕著になります。高周波電流がワイヤーを通過する場合、電流はワイヤー表面の薄層にのみ流れると考えることができます。これは、ワイヤーの断面積を減らすことに相当し、有効利用率を大幅に低下させます。導体材料の。

渦電流損失

サマリウムコバルトとNdFeB永久磁石の抵抗は比較的小さいため、交流電場の渦電流は一般に比較的大きくなります。電流の熱効果により、渦電流により磁石が熱くなり、温度が高すぎると熱減磁が発生します。

渦電流損失の大きさは、磁場の変化の仕方、磁石の動き、磁石の形状、透磁率、抵抗率などの要因に関係しています。回転機械の回転速度（周波数に相当）と透磁率が高いほど、抵抗率が低くなり、表皮深さが浅くなり、損失が大きくなります。電気自動車やエレベータなどの分野では、速度を制御するために、永久磁石モーターは通常、インバーター電源によって制御されます。搬送周波数の高次高調波が存在するため、磁石の渦電流損失も増加し、熱減磁を引き起こします。

抵抗率を改善することによる焼結NdFeBの渦電流損失の低減

モーター設計の観点から、回転機械における永久磁石の渦電流損失を低減するために、磁石を取り囲むシールド柱、磁石を分割する方法、および磁石を分離する方法など、いくつかの技術的方法が提案されてきた。サイドなど

磁石の観点から、モーターの渦電流損失を減らすための最も効果的な方法の1つは、結合された磁石を使用することです。バインダーの存在と十分に高い体積分率のために、結合された磁石の抵抗率は、焼結された磁石の抵抗率の102〜104です。ただし、モーターの出力と最大動作温度は大幅に制限されているため、最も直接的な方法は、焼結磁石自体の抵抗率を上げることです。

焼結磁石の抵抗率を向上させる方法は、抵抗率の高い粉末（Al2O3など）の添加やSiO2コーティングのコーティングなど多くありますが、これらの方法は焼結磁石の磁気特性にある程度影響します。したがって、磁石の研究開発では、プロセスの抵抗率と磁気特性のバランスをとる必要があります。