اختيار المواد المغناطيسية لمحركات التيار المستمر، ندفيب أو الفريت؟

1. المادة المغناطيسية: الفريت

ينتمي الفريت، المعروف أيضًا باسم الفريت أو الخزف المغناطيسي، إلى مواد مغناطيسية غير معدنية. وهو عبارة عن أكسيد مركب (أو أورثوفريت) من أكسيد الحديديك المغناطيسي وواحد أو أكثر من أكاسيد المعادن الأخرى. أكاسيد المعادن ذات المغناطيسية الحديدية، القوة المغناطيسية عادة ما تكون 800-1000 غاوس 

من حيث الخواص الكهربائية، فإن مقاومة الفريت أكبر بكثير من مقاومة المواد المغناطيسية المفردة أو السبائكية، كما أنها تتمتع بخصائص عازلة أعلى. وتبين أيضًا أن الخواص المغناطيسية للفريت تتمتع بنفاذية مغناطيسية أعلى عند الترددات العالية. ولذلك، أصبح الفريت مادة مغناطيسية غير معدنية تستخدم على نطاق واسع في مجال التردد العالي والتيار الضعيف. نظرًا لانخفاض الطاقة المغناطيسية المخزنة في وحدة حجم الفريت، فإن الحث المغناطيسي المشبع (Bs) منخفض أيضًا (عادةً فقط 1/3 إلى 1/5 من الحديد النقي)، مما يحد من استخدامه عند الترددات المنخفضة التي تتطلب مغناطيسية أعلى كثافة الطاقة. يمكن تطبيقه في مجال الكهرباء القوية والطاقة العالية.

2. المادة المغناطيسية: ندفيب

مادة المغناطيس الدائم NdFeB هي مادة مغناطيسية دائمة تعتمد على المركب المعدني Nd2Fe14B. المكونات الرئيسية هي العناصر الأرضية النادرة النيوديميوم (Nd)، الحديد (Fe)، البورون (B). من بينها، العنصر الأرضي النادر هو بشكل رئيسي النيوديميوم (Nd). ومن أجل الحصول على خصائص مختلفة، يمكن استبداله جزئيًا بمعادن أرضية نادرة أخرى مثل الديسبروسيوم (Dy) والبراسيوديميوم (Pr). يمكن أيضًا استبدال الحديد جزئيًا بمعادن أخرى مثل الكوبالت (Co) والألومنيوم (Al). محتوى البورون صغير، لكنه يلعب دورًا مهمًا في تكوين مركبات بين المعادن ذات بنية بلورية رباعية الزوايا، مما يجعل المركبات تتمتع بمغنطة عالية التشبع، وتباين أحادي المحور عالي، ودرجة حرارة كوري عالية. 

NdFeB عبارة عن مادة أرضية نادرة عالية الأداء ذات قوة قسرية عالية ومنتج طاقة مغناطيسية عالية، وقد أدى التحسين المستمر لهذه المادة في السنوات الأخيرة إلى زيادة درجة حرارة الاستخدام وخفض تكلفة المادة. إن تطبيق مواد المغناطيس الدائم الأرضية النادرة NdFeB لتطوير المحركات المختلفة يمكن أن يقلل بشكل كبير من جودة المحرك، ويقلل حجم المحرك، ويحصل على تأثيرات توفير الطاقة عالية الكفاءة ويحسن أداء المحرك.

3. الفرق بين الاثنين

مزايا ندفيب هي الأداء العالي التكلفة والخصائص الميكانيكية الجيدة؛ العيوب هي أن درجة حرارة كوري منخفضة، وخصائص درجة الحرارة رديئة، ومن السهل سحقها وتآكلها. ويجب تحسينه من خلال تعديل تركيبه الكيميائي واعتماد طرق المعالجة السطحية. وذلك لتلبية متطلبات التطبيقات العملية.

الفريت هو أكسيد معدني له خصائص مغناطيسية. من حيث الخواص الكهربائية، فإن مقاومة الفريت أكبر بكثير من مقاومة المواد المغناطيسية المعدنية والسبائكية، ولها أيضًا خصائص عازلة أعلى. وتبين أيضًا أن الخواص المغناطيسية للفريت تتمتع بنفاذية مغناطيسية أعلى عند الترددات العالية. ولذلك، أصبح الفريت مادة مغناطيسية غير معدنية تستخدم على نطاق واسع في مجال التردد العالي والتيار الضعيف.

ينتمي NdFeB إلى الجيل الثالث من المواد المغناطيسية الدائمة الأرضية النادرة. يتميز بخصائص الحجم الصغير والوزن الخفيف والمغناطيسية القوية. إنه المغناطيس الذي يتمتع بأفضل أداء ونسبة سعر في الوقت الحاضر. مزايا كثافة الطاقة العالية تجعل مواد المغناطيس الدائم NdFeB تستخدم على نطاق واسع في الصناعة الحديثة والتكنولوجيا الإلكترونية. في حالة المغناطيس العاري، يمكن أن تصل القوة المغناطيسية إلى حوالي 3500 غاوس.

ينتمي الفريت، المعروف أيضًا باسم الفريت أو الخزف المغناطيسي، إلى مواد مغناطيسية غير معدنية، وهو عبارة عن أكسيد مركب (أو فريت) من أكسيد الحديديك المغناطيسي وواحد أو أكثر من أكاسيد المعادن الأخرى. القوة المغناطيسية عادة ما تكون 800-1000 غاوس، وغالبا ما تستخدم في مكبرات الصوت ومكبرات الصوت وغيرها من المعدات بالإضافة إلى المحركات.

الاختلافات العامة بين مغناطيس ندفيب ومغناطيس الفريت هي كما يلي:

 (1) أداء المغناطيس للفريت ضعيف، والأداء المغناطيسي لسقيفة حديد النيوديميوم يبلغ حوالي 3 أضعاف أداء الفريت.

 (2) من حيث السعر، فإن سعر الفريت أرخص بكثير من سعر مغناطيس ندفيب.

 (3) يتمتع مغناطيس NdFeB بمقاومة جيدة لدرجة الحرارة، لكن إزالة المغناطيسية ستحدث إذا تجاوزت درجة حرارة العمل مستوى معينًا. لذلك، يوصى باختيار درجة ذات قوة قسرية أعلى في بيئة عمل ذات درجة حرارة عالية.

 (4) استقرار الفريت جيد جدًا. إنه أكسيد بحد ذاته، وهو مستقر للغاية. إن NdFeB عبارة عن سبيكة، ومن السهل أكسدتها، لذا يجب حمايتها بطبقة خارجية.

لذلك، عادةً في حالة تلبية متطلبات أداء المحرك، من الضروري أيضًا التفكير في تلبية متطلبات الأداء عالي التكلفة بشكل أفضل. سيقوم فريق المهندسين الفنيين وفريق الأعمال في BG Motor بدمج متطلباتك لتخصيص المواد المغناطيسية المناسبة لك والتوصية بها. عادة، ستختار محركات التيار المستمر بدون فرش المواد المغناطيسية NdFeB عالية الأداء، وستختار محركات التيار المستمر ذات الفرشاة مواد الفريت الأكثر اقتصادا؛ إذا اعتقد بعض العملاء أن نظام التحكم في محركات DC بدون فرشات أمر مزعج، فلا يزال من الممكن تخصيص هيكل محرك DC المصقول، ويمكن استخدام المواد المغناطيسية NdFeB، بحيث يكون عزم دوران المحرك أكبر، ويمكن استخدامه سهل التشغيل والاستخدام.