交流电机设计:SMC软磁材料感知vs。现实

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软磁复合材料可能是交流电动机设计中保守得最好的秘密。我们已经详尽地介绍了这种先进粉末冶金材料可以提供的成本和性能优势,冲压电动钢层压

这并不意味着软磁复合材料(SMC)应该用于制造所有电动机组件(或粉末金属组件)。有时候这对你的项目需求没有意义。然而,人们认为他们对SMC和粉末冶金(PM)的了解往往与今天的现实不符。

您的电机设计项目是否属于以下类别之一?如果是这样,是时候重新评估哪种软磁材料最适合你了。

(相关文章:什么时候应该使用smc ?

什么时候质疑SMC作为软磁材料

软磁复合材料是一种由电绝缘颗粒组成的粉末。他们的目标是提高许多电机和类似的交流电磁设计的磁性能。

如果您正在制造的电机(或类似产品)属于这些类别之一,请询问您的供应商是否有更好的材料适合:

  1. 50- 60hz交流感应电机
  2. 其他设计创意不重要的低频产品
  3. 高强度
  4. 大型马达(有时)
  5. 其他直流电机

1.标准(50-60 Hz)交流感应电机设计

软磁复合材料在低频(如50-60 Hz)下的固有性能不适用于电感应电机设计(如浴室排风扇)。

有一个基本的原因。

这些汽车转子里没有任何线圈。它们是通过磁导率方面(电机定子材料施加的磁场)诱导的。

由于smc的磁导率通常低于层压板的磁导率,因此它并不是用于感应式电机的最常见的电机材料。你不会得到你所希望的启动扭矩和性能。你也会看到层压钢用于变压器铁芯因为需要高的渗透性。

但是,当你达到~ 60hz或以上时呢?当涉及到smc时,天空是极限高频性能——多达1万甚至更多。

电气化和软磁资源页-点击这里

2.大多数50-60赫兹的产品,你不想设计

如果SMC的好处对您的应用程序足够重要,那么您完全可以克服情况1中的限制。要知道你必须愿意重新考虑你的设计

重点是优化电机,以适应软磁复合材料的独特性能。如果你不想重新设计,那么它是浪费你的时间和你的粉末冶金制造商的时间去麻烦smc。

成本效率是50-60 Hz项目选择材料的另一个因素。大型电机制造商拥有运行速度极快的冲压机。在某些细分市场(商品产品)中,选择中小企业在财务上没有任何意义。

3.当力量至关重要时

不幸的是,与层压板相比,通过SMC制成的粉末金属部件有点脆。

旋转过程中的应力可能超过由软磁复合材料制成的部件的强度。因此,高速旋转的东西——比如交流电机设计中的转子——并不适合软磁复合材料。

你可以通过使用SMCs作为你的电动机转子材料设计,但当你进入更大的,强度要求在组件的边缘很高。你需要进行一些仔细的计算和设计,以避免零件坏掉。

4.大型汽车(有时)

一个巨大的电机将需要许多软磁复合材料部件进行堆叠和组装。如果是这样,就有可能需要超出当前组件计划的公差。

你的马达部件需要经过压实机吗?直径为2英尺或18英寸的电机不适合粉末金属压力机。你必须把组件做得很小,然后把它们堆在一起。

电机装配工艺SMC部件通常比,比如说,层压栈在美国,巨大的马达可能是个问题。标准的大型电机设计不需要这样的麻烦——除非它的形状非常独特,SMC是在保持性能的同时实现它的唯一方法。

但是,如果你想要特别的东西……

通过分段,SMC部件实际上可以更容易地绕线,进一步降低磁芯损耗。更不用说SMC产品不会降解磁性性能随着装配尺寸的增加而增加,就像分层堆叠一样。

如果您确实想考虑通过粉末冶金工艺运行大型电机部件,只需记住这些要点:

  • 一般情况下,SMC零件在冲压方向上的最小长度应为0.06“或1.725毫米。
  • 在冲压方向上很难形成超过2英寸长的零件。
  • 粉末冶金设计的规则是用来打破的。如果您的设计超出了这些范围,请找一家愿意考虑在零件到零件基础上限制尺寸的粉末冶金公司。

5.其他直流电机设计

比较软磁材料的性能并不总是完全相同的。

直流电机材料首先需要提升两个特性:速度控制和输出范围。由于交流材料针对功率输出和效率进行了优化,它们在前两个特性上略显不足。

幸运的是,SMC有个表妹——烧结软磁材料——也存在于先进粉末金属材料的保护伞.这种材料保持了smc的形状制造能力和大部分磁性性能,但增加了令人印象深刻的强度和延展性。今天你甚至可以把这些材料热处理到2500°F为进一步的力量表现(如果你供应商有能力)。

关于你的项目的更多问题?

希望您对应用程序的理想材料工艺有更好的了解。如果你在这张清单上没有勾选任何选项,看看这篇文章软磁复合材料的理想用途.即使你确实勾选了一个选项,在你坚持现状之前,请咨询粉末冶金服务提供商——记住,规则是为SMC而制定的!阿尔巴尼亚瑞典滚球

你会为你所创造的东西感到惊讶具有这种材料的柔韧性和性能。

如果你对粉末金属材料如何在你的项目中工作或不工作有进一步的疑问,请点击下面。

粉末冶金与竞争方法

(编者注:本文最初发布于2018年11月,最近进行了更新。)

主题:粉末冶金磁学材料应用程序设计属性频率


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