渦電流損失による動作温度上昇について
ステーター磁石 (PM モーターまたは発電機のステーターに取り付けられた磁石) では、磁場が電気周波数で交番します。これにより磁石材料に渦電流が発生し、熱が発生します。 6000 rpm で動作する 4 極モーターの場合、電気周波数は 200 Hz です。固体 SmCo 磁石の渦電流損失により、磁石の厚さと導電率に応じて、磁石の温度が周囲温度より 30 ～ 60 度上昇する可能性があります。
To mitigate eddy current heating, we segment SmCo magnets into thin slices (1-2mm thickness) insulated with epoxy coating between segments. This reduces eddy current loss by 80-90%. For high-frequency applications (>500 Hz）、電気抵抗率 80 ～ 100 μΩ·cm の焼結 SmCo が使用されます（NdFeB の場合は 50 ～ 60 μΩ·cm と比較）。
SmCo が極熱モーターにおいてかけがえのない理由-
220 度を超える NdFeB 磁石 (EH または AH グレードであっても) は、重希土類の粒界の拡散により急速に不可逆減磁を受けます。 SmCo はキュリー温度が 750 ～ 800 度で、400 度以下では相変態を示しません。 SmCo を義務付けるアプリケーションには次のようなものがあります。
航空宇宙用アクチュエータ: 250 度で連続動作、350 度で 30 分間生存。
ダウンホール掘削モーター (石油およびガス): 周囲 200 度 + 280 度までの自己加熱-。
Industrial induction heating rollers: magnet temperatures >250度。
高速スピンドル モーター（20,000～60,000 rpm）: 風損加熱 + 渦電流。-
このような環境で NdFeB を使用すると、高価な液体冷却が必要になるか、数時間以内に致命的な障害が発生する可能性があります。
可逆温度係数と不可逆損失の定義
可逆損失:温度によるBrの変化で、冷却すると元に戻ります。 SmCo (Br の温度係数) は -0.03 ～ -0.04%/度で、200 度上昇すると Br が 6 ～ 8% 減少することを意味します。この損失は室温で回復します。
不可逆損失: 冶金学的変化または部分的な減磁による永久損失。 350 度未満の SmCo では、不可逆的な損失は無視できます (<0.5% per 1000 hours). For NdFeB at 200°C (grade N40UH), irreversible loss can exceed 10% per 1000 hours.
Selecting the correct SmCo grade: SmCo 2:17 (e.g., Sm2Co17, grades 26-32 MGOe) has higher Br and better thermal stability than SmCo 1:5 (18-22 MGOe). For continuous 300°C, use Sm2Co17 with Hcj > 25 kOe at 20°C, derated to >300 度で 12 kOe。
モーターの熱設計を適切な磁石グレードに合わせる
モーターの熱設計は以下を考慮する必要があります。
連続磁石の最大温度 (周囲温度 + 温度上昇)。
短期ピーク温度（過負荷または失速状態）。{0}}
冷却方式（空気、ウォータージャケット、オイルスプレー、またはパッシブ）。
グレード選択マトリックスを提供します。
| 最大磁石温度 (度) | 推奨SmCoグレード | Hcj 最小 @ 温度 (kOe) | 代表的なモーターのタイプ |
|---|---|---|---|
| 150-200 | SmCo 1:5 (グレード 18) | 5-8 | 一般産業向け、コスト重視- |
| 200-280 | Sm2Co17 (グレード 24) | 8-12 | 高トルクサーボ、トラクション |
| 280-350 | Sm2Co17 (V 付きグレード 28) | 12-18 | 航空宇宙、ダウンホール、極限の任務 |
| >350 | アルニコ（キャスト） | N/A (デマーグのリスクなし) | 特殊（連続 350 度を超える SmCo なし） |
SmCo ステーター マグネットまたは SmCo アークを備えた完全なローター アセンブリを必要とする産業用モーター メーカーについては、当社 Web サイトのステーター マグネットおよびサマリウム コバルト マグネットのページをご覧ください。当社では、渦電流損失を低減するために完全にセグメント化された磁石を提供しています。
予想される周囲温度、デューティ サイクル、冷却方法など、モーターの熱シミュレーションとグレードの推奨事項をリクエストするには、当社のモーター エンジニアリング チームにお問い合わせください。
よくある質問
Q: SmCo 磁石は ±0.03mm のような厳しい公差で加工できますか?
A: はい、しかし SmCo は NdFeB よりも硬くて脆いです。ダイヤモンド砥石を使用しております。 NdFeB よりも 10 ～ 15% 高い加工コストが予想されます。公差は±0.05mmが標準です。 ±0.02mmはプレミアム価格でご利用いただけます。
Q: SmCo 磁石には腐食防止のためのコーティングが必要ですか?
A: SmCo は、乾燥または穏やかな湿気の環境において優れた耐食性を備えています。塩水噴霧や化学薬品にさらされる場合には、薄い Ni-Cu-Ni (10～15μm) またはパリレン コーティングをお勧めします。密閉ハウジングを備えた産業用モーターのほとんどは、コーティングを必要としません。
Q: カスタム SmCo アーク セグメント (外径 80mm、内径 70mm、長さ 50mm) の納期はどれくらいですか?
A: 15-20 working days for prototype quantities (10-50 pcs). 25-30 working days for production (>500個）。工具コスト: セグメント ダイの場合は 800 ～ 1200 ドル。
