Innanzitutto, conosciamo 1j50: non è solo un ferro
1J50 è una lega magnetica morbida di ferro-nichel. Negli standard domestici, il "1" designa le proprietà magnetiche morbide, la "J" sta per precisione e il "50" indica un contenuto di nichel di circa il 50%. Appartiene alla famiglia Permalloy, una famiglia d'élite di materiali noti per la loro alta permeabilità magnetica e bassa coercività.
Puoi pensarlo come un "superconduttore" tra i materiali magnetici (ovviamente, non ha una resistenza zero, ma piuttosto una capacità eccezionalmente forte di condurre linee di campo magnetico). Rispetto ai normali fogli di acciaio al silicio (come DW470), le sue prestazioni in campi magnetici deboli sono di prim'ordine.
Cinque motivi chiave per scegliere 1J50
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?? Induzione magnetica a saturazione estremamente elevata (BS)
Che cos'è: BS è il massimo grado in cui un materiale può essere magnetizzato, determinando la resistenza del campo magnetico che può trasportare per unità di volume.
Perché è importante: Un valore BS elevato significa che all'interno dello stesso spazio (slot e giogo dello statore), il 1J50 può passare un flusso magnetico più forte, generando così una coppia maggiore. Ciò consente progetti di motore più compatti e alta densità di potenza. Il valore BS del 1J50 (circa 1,5 t) è significativamente più alto dei materiali come la ferrite e paragonabile ai fogli di acciaio di silicio di alto grado, che è la base per il suo utilizzo nei motori di potenza.
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Permeabilità magnetica iniziale estremamente elevata (�i) e permeabilità magnetica massima (�M)
Che cos'è: Permeabilità magnetica misura la facilità con cui un materiale può essere magnetizzato. Maggiore è la permeabilità, più bassa è la corrente di eccitazione necessaria per stabilire un campo magnetico della stessa resistenza.
Perché è importante: Permeabilità magnetica estremamente elevata offre due vantaggi chiave:
A bassa corrente di eccitazione: La corrente disegnata dal motore è molto bassa quando è scaricato o leggermente caricato, riducendo significativamente le perdite di rame (perdite I2R) e migliorando l'efficienza del motore, in particolare in condizioni parzialmente caricate.
Alta velocità di risposta: Il campo magnetico si basa rapidamente e collassa in risposta alle attuali modifiche, dando al motore eccellenti caratteristiche di risposta dinamica, rendendolo ideale per le applicazioni che richiedono un controllo preciso e tempi di stop ad inizio rapido.
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Coercitività estremamente bassa (HC)
Che cos'è: La coercività è una misura della resistenza di un materiale alla demagnetizzazione. Più basso è l'HC, più sottile è il ciclo di isteresi del materiale, rendendo più facile magnetizzare e smagnetizzare.
Perché è importante: La bassa coercività porta direttamente a una bassa perdita di isteresi. La perdita di isteresi è un componente significativo della perdita del core, dissipata come calore. La coercitività estremamente bassa del 1J50 riduce al minimo la perdita di isteresi nei campi magnetici alternati, riducendo efficacemente la perdita di core e l'aumento della temperatura del motore, migliorando così l'efficienza e la durata di servizio.
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Bassa perdita di core
Combinando questi vantaggi, la perdita totale totale del 1J50 (perdita di isteresi + perdita di corrente parassita) è significativamente inferiore a quella dei normali fogli di acciaio al silicio a frequenze medie e densità di flusso. Sebbene la sua resistività non sia alta come quella dell'acciaio al silicio, con conseguenti perdite di corrente vorticosa relativamente elevate alle alte frequenze, le sue prestazioni complessive perdite rimangono eccellenti nei motori aeronautici a media frequenza e nei servi motori di servo precisione, che in genere funzionano tra 400Hz e 1000Hz.
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Prestazioni stabili e coerenti
Come "lega di precisione", 1J50 subisce processi di produzione e requisiti estremamente rigorosi, garantendo un'elevata coerenza e stabilità nelle sue proprietà magnetiche. Ciò è fondamentale per la produzione di massa di motori ad alte prestazioni e ad alta affidabilità, garantendo che ogni motore si esibisca come previsto.
Compromessi: 1J50 Svantaggi e soluzioni
Naturalmente, nessun materiale è perfetto e la scelta di 1J50 prevede compromessi:
Costo elevato: La formula, ricca di nichel (50%) e molibdeno (circa 1,8%), rende la materia prima che costa molto più in alto rispetto alla lamiera in acciaio al silicio.
Elaborazione difficile: 1J50 è un materiale morbido e la punzonatura richiede requisiti di utensili e di processo più elevati. Ancora più importante, deve subire ricottura idrogeno ad alta temperatura dopo l'elaborazione per alleviare lo stress e ripristinare le proprietà magnetiche ottimali. Questo passaggio aumenta i costi di produzione e la complessità.
Applicazioni limitate ad alta frequenza: Poiché la sua resistività è inferiore a quella dell'acciaio al silicio, le sue perdite di corrente parassita aumentano significativamente ad alte frequenze superiori a diverse migliaia di Hz, potenzialmente sovraperformando i materiali nanocristallini, amorfi o ferrite.
Pertanto, 1J50 non viene utilizzato nei normali ventilatori per la casa o nei motori azionari principali per veicoli elettrici (questi ultimi usano più comunemente fogli di acciaio silicio per bilanciare i costi e le prestazioni), ma viene utilizzato in campi che hanno requisiti estremi per efficienza, dimensioni, peso, velocità di risposta e affidabilità.
Scenari di applicazione tipici
Motori aerospaziali: Motori a media frequenza a 400Hz nelle apparecchiature pericolose (come pompe di carburante e attuatori) hanno requisiti estremamente rigorosi per peso, efficienza e affidabilità.
Servo motori di precisione: Machine Tool CNC ad alta precisione e articolazioni robotiche richiedono una precisione di controllo estremamente elevata e una risposta rapida.
Attrezzatura militare: Micro motori ad alte prestazioni in sistemi radar, giroscopi e apparecchiature di navigazione.
Sensori e strumentazione ad alta precisione: Utilizzare la loro elevata permeabilità magnetica.
Conclusione
La scelta di 1J50 come materiale dello statore motore è essenzialmente una decisione di "performance rispetto al costo". Scambia un processo di produzione elevato e complesso per proprietà magnetiche senza pari: alta efficienza, bassa perdita, alta risposta e dimensioni compatte.
Attualmente, con progressi tecnologici, nuovi materiali come materiali amorfi e nanocristallini stanno sfidando la sua posizione. Tuttavia, nel campo specifico per prestazioni ad alte prestazioni a media frequenza, 1J50 rimane il "oro magnetico" insostituibile agli occhi degli ingegneri a causa delle sue prestazioni complessive equilibrate e stabili.
Sulla tecnologia di te
Youyou Technology Co., Ltd. è specializzata nella produzione di nuclei di precisione autocompatibili realizzati con vari materiali magnetici morbidi, tra cui acciaio silicio autoprodotto, acciaio al silicio ultra -so e leghe a magnetica morbida di auto-legame. Utilizziamo processi di produzione avanzati per componenti magnetici di precisione, fornendo soluzioni avanzate per i nuclei magnetici morbidi utilizzati in componenti di potenza chiave come motori ad alte prestazioni, motori ad alta velocità, trasformatori di media frequenza e reattori.
I prodotti di precisione autoconciatura dell'azienda comprendono attualmente una gamma di nuclei in acciaio silicio con spessori di striscia di 0,05 mm (ST-050), 0,1 mm (10Jnex900/ST-100), 0,15 mm, 0,2 mm (20Jneh1200/20HX1200/B20AV1200/20CS1200HF) e 0,35 mm (35Jne200/20HX1200/B20AV1200/20CS1200HF) e 0,35 mm (35Jne200/20HX1200/B20AV1200/20CS1200 B35A250-Z/35CS230HF), nonché core in lega magnetica morbida speciali tra cui lega magnetica morbida 1J22/1J50/1J79.
