Tecnologia / Guida tecnica
Temperatura e smagnetizzazione dei magneti permanenti
La temperatura può modificare il campo di un magnete permanente e la sua resistenza alle condizioni smagnetizzanti. Il filo per alte temperature di un avvolgimento non descrive tali proprietà magnetiche. Distinguere le variazioni reversibili da una variazione che permane dopo il raffreddamento.
La temperatura influisce su più aspetti oltre all'isolamento degli avvolgimenti.
Le proprietà del materiale, il punto di funzionamento e la storia termica di un magnete determinano quali cambiamenti magnetici possono essere prodotti da un'escursione di temperatura.
01 / Grandezze magnetiche
Separa la remanenza dalla resistenza alla demagnetizzazione.
La remanenza descrive l'induzione magnetica mantenuta sotto le condizioni specifiche del materiale.
La rimanenza descrive l'induzione magnetica conservata nella condizione definita del materiale. La coercitività descrive la resistenza a un campo magnetizzante inverso, secondo la definizione della curva specificata. Una maggiore rimanenza non implica automaticamente una maggiore coercitività.
Entrambe le grandezze possono variare con la temperatura e le loro variazioni non seguono necessariamente lo stesso coefficiente. Un'etichetta che indica la famiglia generale del magnete lascia non specificati il grado del materiale e il circuito magnetico effettivo.
02 / Cambiamento reversibile.
Riconoscere un cambiamento di campo che segue una variazione di temperatura.
Una variazione reversibile tende a riportare l'uscita magnetica verso il valore originale quando la temperatura ritorna al valore iniziale, nelle condizioni applicabili.
Una variazione reversibile tende a riportare l'uscita magnetica verso il valore originale quando la temperatura ritorna al valore iniziale, entro le condizioni applicabili. La nota di Arnold sulla temperatura distingue questo fenomeno dalla perdita magnetica irreversibile. Reversibile non significa che l'uscita sia rimasta costante mentre la temperatura era diversa.
Una descrizione lineare locale potrebbe essere scritta come Br(T) ≈ Br(Tref)[1 + γ(T − Tref)], con un coefficiente γ specifico del materiale. Si tratta di un'approssimazione nell'intorno di un riferimento dichiarato, non di un coefficiente universale né di un limite della temperatura di esercizio del prodotto.
03 / Perdita duratura.
Distinguere il raffreddamento dal ripristino della magnetizzazione.
Dopo che il magnete torna alla temperatura di riferimento, rimane una perdita irreversibile.
Una perdita irreversibile permane dopo che il magnete torna alla temperatura di riferimento. Alcune perdite possono essere recuperate mediante rimagnetizzazione di un materiale altrimenti integro; altre comportano una degradazione strutturale. Si tratta di categorie fisiche diverse.
L'articolo di Arnold sulla perdita di magnetizzazione descrive gli effetti termici e del campo inverso sullo stato magnetico. Spiegare la recuperabilità non costituisce un'istruzione di assistenza sul campo. Il semplice raffreddamento di un assieme parzialmente smagnetizzato non dimostra il ripristino del suo campo precedente.
04 / Punto di funzionamento
Collega la curva del materiale al circuito magnetico.
Il magnete opera come parte di un circuito magnetico, non in un punto arbitrario su un diagramma delle proprietà del materiale.
Il magnete opera come parte di un circuito magnetico, non in un punto arbitrario su un diagramma del materiale. La geometria e i percorsi magnetici circostanti influenzano il suo punto di funzionamento. Anche il campo dell'avvolgimento può contribuire alle condizioni magnetiche a cui è sottoposto il magnete.
Le variazioni della curva dipendenti dalla temperatura possono spostare il punto di funzionamento in una regione che produce perdite permanenti. Per questo motivo, un singolo valore di temperatura non può descrivere ogni combinazione di materiale, geometria e carico elettromagnetico.
05 / Diversi limiti.
Non utilizzare la temperatura di Curie come riferimento per il funzionamento utile.
La temperatura di Curie si riferisce all'ordine magnetico di un materiale.
La temperatura di Curie riguarda l'ordinamento magnetico di un materiale. È diversa da un limite pratico di temperatura dell'assieme o dall'insorgenza di una variazione magnetica inaccettabile in una particolare condizione operativa. Variazioni importanti possono verificarsi senza raggiungere la temperatura di Curie.
Anche in questo caso, la classificazione dell'isolamento si riferisce a un sistema di isolamento, mentre la resistenza del rame riguarda un conduttore. Queste quantità interagiscono termicamente con una macchina, ma non definiscono il margine di smagnetizzazione del magnete del rotore.
06 / Ambito della macchina
Spiega l'interazione termica senza assegnare un valore nominale.
Una riduzione del flusso magnetico concatenato può modificare la relazione relativa alla forza elettromotrice indotta descritta nella guida all'EMF.
Una riduzione del flusso magnetico concatenato può modificare la relazione della forza elettromotrice indotta descritta nel Guida EMF. Tuttavia, una variazione della sola tensione ai morsetti non consente di identificare univocamente la smagnetizzazione, perché contano anche la velocità, il carico e altre condizioni.
L’impiego di filo di rame per alte temperature è confermato per tutti gli attuali cinque modelli MARSTON, mentre la sua classe esatta rimane non confermata. Qui è confermata soltanto l’architettura a magneti permanenti di FD14-50KW; non viene assegnato alcun grado dei magneti, alcuna curva di coercitività né alcuna temperatura di smagnetizzazione.
Prosegui la verifica con Flusso magnetico, flusso concatenato e forza elettromotrice indotta del PMSG.
Prosegui la verifica con Saturazione magnetica e densità di flusso del generatore.
Prosegui la verifica con Resistenza dell'avvolgimento in rame e approssimazione della dipendenza dalla temperatura.
Per un'ulteriore analisi dei magneti come componenti, vedere curve di funzionamento e linee di carico per magneti.
Informazioni generali: Arnold Magnetic Technologies: effetti della temperatura sulla resa magnetica. · Arnold: perdite di magnetizzazione reversibili, irreversibili e termiche. Questi riferimenti spiegano concetti del settore; sono distinti dai documenti MARSTON di prodotto e di progetto applicabili.
Concetti e condizioni fondamentali.
Leggere ogni grandezza insieme al riferimento, alle unità e alle condizioni dichiarate. Una relazione generale non stabilisce un valore specifico di un modello.
| Concetto / grandezza | Significato / relazione | Condizioni / limiti |
|---|---|---|
| Remanenza | Br in condizioni definite del materiale | Descrive l'induzione residua. |
| Coercitività | Proprietà in campo inverso con una definizione esplicita della curva | Diversa dall'intensità del campo magnetico prodotto. |
| Cambiamento reversibile. | Il campo varia con la temperatura e ritorna al valore iniziale | L'uscita non è necessariamente costante durante il riscaldamento. |
| Perdita irreversibile. | Variazione rimanente dopo il ritorno alle condizioni di riferimento. | Il solo raffreddamento non dimostra il recupero. |
| Punto operativo | Circuito magnetico e stato termico/elettromagnetico. | Rende il grafico del materiale dipendente dall'assieme. |
Domande ingegneristiche.
Il filo per avvolgimenti resistente alle alte temperature dimostra la resistenza al calore dei magneti?
No. Le proprietà dell'avvolgimento e dei magneti descrivono parti diverse della macchina.
Una variazione reversibile equivale all'assenza di variazioni del campo?
No. Il campo potrebbe variare temporaneamente con la temperatura.
Il raffreddamento ripristina sempre la magnetizzazione persa?
No. Una perdita irreversibile può rimanere anche dopo il raffreddamento.
La temperatura di Curie è un valore nominale di funzionamento sicuro?
No. Si tratta di una transizione del materiale, non di un limite dell'intero gruppo assemblato.
Una tensione ai morsetti più bassa può dimostrare la smagnetizzazione?
Non da sola. Anche la velocità, il carico e altre condizioni elettriche influenzano il risultato.
È indicata una classe del magnete o una soglia termica MARSTON?
No. Quelle proprietà magnetiche specifiche per quel prodotto non sono stabilite qui.
Richiesta tecnica
Discutere la questione tecnica.
La temperatura può modificare il campo di un magnete permanente e la sua resistenza alle condizioni di smagnetizzazione. Condividi il modello e le informazioni operative o di progettazione applicabili per una discussione tecnica.