Tá cúpláil maighnéadach ar cheann de na hiarratais thábhachtacha iartheachtach d'ábhair mhaighnéadacha buan. Sa lá atá inniu ann, tabharfaimid isteach go córasach prionsabal, aicmiú, agus cur i bhfeidhm an chúplála maighnéadach, agus labhairt freisin faoin maighnéad buan sa chúpláil maighnéadach.
Cad is cúpláil maighnéadach ann?
Is comhpháirt thábhachtach é cúpláil sa tarchur meicniúil, a tharchuireann an chasmhóimint tríd an seafta tiomána agus an seafta tiomáinte a nascadh. Léiríonn an figiúr seo a leanas roinnt foirmeacha cúplála coitianta, ar féidir leo cabhrú leat tuiscint níos fearr a fháil ar cad is cúpláil ann.
|
|
|
Is cineál teagmhála iad cúpláin thraidisiúnta agus tá struchtúir sách casta acu. Beidh siad ag caitheamh amach le linn oibríochtaí laethúla. Má tharlaíonn ró-ualach, déanfar páirteanna meicniúla eile a chaitheamh go mór, rud atá an-neamhfhabhrach do chobhsaíocht trealaimh oibríochta meicniúil. Más gá don seafta tiomána agus seafta tiomáinte an chúplála oibriú i dhá mheáin éagsúla scoite óna chéile, ní mór eilimintí séalaithe a úsáid le haghaidh séalaithe dinimiciúil. Ar an mbealach seo, tá fadhb ann maidir leis an bhfriotaíocht rothlach a mhéadú chun a chinntiú go bhfuil séalaithe iontaofa nó sceitheadh de bharr droch-shéalaithe. Ina theannta sin, de réir mar a chaitheann na heilimintí ina saothraítear rónta agus a théann in aois, déanfar an sceitheadh a ghéarú, go háirithe i gcórais le gáis díobhálacha (leachtanna díobhálacha). Nuair a bheidh sé sceitheadh, déanfaidh sé an timpeallacht a thruailliú agus beatha a chur i mbaol.
Is cúpláin neamhtheagmhála iad cúpláin mhaighnéadacha, go ginearálta comhdhéanta de dhá mhaighnéad, le clúdach leithlis sa lár chun an dá mhaighnéad a scaradh. Tá an maighnéad istigh ceangailte leis an gcuid tarchurtha, agus tá an maighnéad seachtrach ceangailte go héifeachtach leis an gcuid cumhachta, ag tarchur cumhachta trí idirghníomhú cúplála cuaille réimse maighnéadach NS. Tá an fheidhm ag cúpláin mhaighnéadacha cúpláin leaisteacha a mhaolánú agus a chreathadh. Ina theannta sin, briseann sé foirm struchtúrach na cúplála traidisiúnta agus glacann sé prionsabal cúplála maighnéadach nua chun tarchur fórsa agus chasmhóiminte a bhaint amach idir an seafta tiomána agus an seafta tiomáinte gan teagmháil dhíreach, agus féadann sé rónta dinimiciúla a thiontú ina rónta statacha chun sceitheadh nialasach a bhaint amach. Dá bhrí sin, úsáidtear go forleathan é ar ócáidí le ceanglais speisialta maidir le sceitheadh.
Aicmiú cúpláin maighnéadacha
Áirítear le tarchur maighnéadach coitianta tarchur sioncronach, tarchur hysteresis, agus tarchur sruth eddy. Mar gheall ar a saintréithe faoi seach, úsáidtear iad i réimsí éagsúla. Tagraíonn tarchur sioncronach do shioncrónú aschuir agus ionchuir. Tá dhá struchtúr cúplála sioncrónach coitianta ann: cúpláil maighnéadach planar agus cúpláil maighnéadach comhaiseach.
1. Cúpláil maighnéadach planar
Struchtúr: Tá maighnéid suiteáilte ar dhá dhiosca den trastomhas céanna ar bhealach chun cuaillí NS a thrasnú. Nuair a bhíonn siad in úsáid, tá an dá dhiosca suiteáilte ar an seafta tiomána agus ar an seafta tiomáinte faoi seach, rud a fhágann bearna aeir áirithe eatarthu.
Prionsabal: Ós rud é go meallann cuaille N maighnéad A an cuaille S de mhaighnéad B ar an taobh eile agus go n-aistarraingíonn sé na cuaillí N ar an dá thaobh de mhaighnéad B, áirithítear laistigh de raon chasmhóiminte áirithe, go gcoimeádann an seafta tiomáinte agus an seafta tiomána. ag rothlú go sioncronach.
Casmhóiminte: Tá struchtúr simplí ag an tarchur planar seo agus ní gá coaxiality ard an dá seafta le linn na suiteála. Ós rud é go n-úsáideann sé prionsabal an mhealladh eitleáin, is lú an bhearna aeir, is mó an chasmhóimint. Ina theannta sin, ós rud é go bhfuil an chasmhóimint a tharchuirtear comhréireach leis an limistéar diosca, ní féidir le chasmhóimint an chúplála maighnéadach seo a bheith ró-mhór, ar shlí eile beidh sé ró-mhór agus deacair a shuiteáil.
2. Cúpláil maighnéadach comhaiseach
Is é cúpláil maighnéadach comhaiseach an gléas tarchurtha sioncrónach is mó a úsáidtear faoi láthair, agus is é an caidéal maighnéadach a fheidhmchlár tipiciúil.
Struchtúr: Is éard atá sa chúpláil maighnéadach comhaiseach ná an rótar seachtrach, an rótar istigh, an muinchille leithlisithe agus an córas imthacaí. Tá maighnéid suiteáilte ar imlíne seachtrach an rotor istigh agus ar imlíne inmheánach an rotor seachtrach. Is cuaillí fiú iad na maighnéid agus socraítear iad go himlíneach i mód tras NS. Ailínigh dromchlaí oibre maighnéid na rotors laistigh agus lasmuigh, is é sin, cúpláil uathoibríoch. Úsáidtear an muinchille leithlis agus an córas imthacaí go príomha i struchtúr an tséala tarchurtha maighnéadach.
Bearna aeir agus leithlisiú: Tá bearna aeir áirithe idir rotors laistigh agus lasmuigh, a úsáidtear chun comhpháirteanna gníomhacha agus tiomáinte a leithlisiú. Tá bearna an aeir idir 2mm-8mm den chuid is mó. Dá lú an bhearna aeir, is airde an ráta úsáide éifeachtach an maighnéad, ach is deacra an t-aonrú; dá mhéad an bhearna aeir, is ea is áisiúla an t-aonrú, ach is lú éifeachtach úsáid réimse maighnéadach an mhaighnéid. Is é suíomh ga na bearna aeir ná ga oibre an chúplála maighnéadach seo. Agus é ag dearadh, is féidir an chasmhóimint tarchurtha riachtanach a fháil trí mhéid an ga bearna aeir a choigeartú.
Nuair a sháraíonn an t-ualach an chasmhóimint uasta, tosaíonn an tarchur ag "duillín", is é sin, léim na maighnéid ón stát cúplála reatha go dtí an chéad stát cúplála eile trí dhíláithriú ciorclach. Le linn an phróisis slipping seo, athraíonn an réimse maighnéadach sa bhearna aeir go tapa, agus déantar maighnéid na rotors istigh agus lasmuigh a dhímagnetú ag an am céanna, ag giniúint teasa. I dtréimhse ghearr, is féidir leis an teocht ardú go tapa go dtí níos mó ná 100 céim Celsius, rud a fhágann go ndéantar maighnéadú ar na maighnéid agus go ndéanfar an tarchur a scriosadh. Dá bhrí sin, cé gur féidir leis an gcineál seo tarchurtha ról na cosanta ró-ualach a imirt, go ginearálta ní úsáidtear é mar fheiste cosanta ró-ualach.
3. Tarchur Hysteresis
Is modh tarchurtha é tarchur hysteresis a chuireann an prionsabal hysteresis i bhfeidhm. Go ginearálta is struchtúir chomhaiseacha iad tarchur coitianta hysteresis cosúil le tarchur sioncrónach. Is é an difríocht ná go n-úsáideann na rotors istigh agus seachtracha ábhair mhaighnéadacha éagsúla. Go ginearálta, úsáideann an rotor istigh (seafta gníomhach) ábhair le coercivity ard agus remanence ard, mar shampla bórón iarann neodimiam. Úsáideann an rotor seachtrach (seafta tiomáinte) ábhair mhaighnéadacha le coercivity íseal, mar shampla cóbalt nicil alúmanaim. Socraítear na maighnéid ar an seafta gníomhach go trasbhealach de réir na gcuaillí NS. Nuair nach bhfuil an t-ualach níos mó ná an chasmhóiminte rátáilte, rothlaíonn an seafta tiomáinte go sioncrónach leis an seafta gníomhach; nuair a sháraíonn an t-ualach an luach rátáilte, duillín an rotors istigh agus lasmuigh, agus ní dhéantar ach an chasmhóimint rátáilte a tharchur chuig an seafta tiomáinte. Scaoiltear an fuinneamh breise i bhfoirm teasa le linn an phróisis chun an maighnéad inmheánach a mhuirearú agus a dhímagnetú ar an maighnéad seachtrach.
Faightear an struchtúr tarchurtha hysteresis seo go coitianta i meaisíní caipínithe maighnéadacha, rud a d'fhéadfadh a chinntiú go bhfuil dóthain fórsa teannta ag caipíní buidéil gan dochar a dhéanamh do na caipíní buidéil.
4. Tiomántán Reatha Eddy
Is féidir tarchur reatha eddy a bhaint amach trí ábhar maighnéad buan a chur in ionad an chuid tiomáinte d'aon cheann de na cúpláin mhaighnéadacha thuasluaite le hábhair neamh-fheirromagnetic le seoltacht mhaith, mar shampla copar agus alúmanam, tarchur reatha eddy, cé nach féidir an éifeachtacht tarchurtha a bheith an-ard. Taispeántar struchtúr tarchurtha srutha eddy diosca simplí san fhíor:
Ar an diosca gníomhach, tá maighnéid ardfheidhmíochta suiteáilte i mód tras NS. Tá an diosca tiomáinte déanta as copar le seoltacht mhaith. Téann na línte maighnéadacha fórsa tríd an diosca copair. Rothlaíonn an diosca gníomhach, agus tiomáineann an sruth eddy an diosca copair tiomáinte chun an rothlú a leanúint.
Is féidir le tarchur reatha Eddy a bheith sioncrónach nó asincrónach. Le bheith beacht, is gnách go mbíonn méid beag (5%) de asincrony ag tarchur reatha eddy sioncronach. Mar shampla, is é 1000rpm an t-ionchur agus is é 950rpm an t-aschur. Is féidir glacadh leis an asincrony seo mar chaillteanas tarchurtha. Is é an t-iarratas tipiciúil a bhaineann le tarchur reatha eddy asincrónach ná córas rialaithe teannas na líne in-aistarraingthe. Trí rialú speisialta, is féidir an fheidhm rialála luais laistigh de raon áirithe a bhaint amach freisin trí tharchur reatha eddy.
Maighnéid bhuana a úsáidtear i gcúplaí maighnéadacha
Tá dlúthbhaint ag aireagán agus forbairt cúpláin maighnéadacha le dul chun cinn leanúnach na n-ábhar maighnéadach buan. Bhí cúpláin maighnéadacha déanta as ábhair ferrite ar dtús, ach mar gheall ar a n-airíonna maighnéadacha íseal, ní féidir leo ach chasmhóiminte níos lú a tharchur sa toirt céanna le cúpláin traidisiúnta, rud a chuireann srian le forbairt cúpláin maighnéadacha.
Tá airíonna maighnéadacha na n-ábhar maighnéadach buan dara glúin samarium cóbalt agus maighnéid cóbalt nicil alúmanaim (AlNiCo) i bhfad níos airde ná iad siúd a bhaineann le hábhair ferrite, agus mar sin is féidir leis na cúpláin maighnéadacha monaraithe chasmhóiminte níos mó a tharchur. Mar sin féin, cuireann praghsanna arda cóbalt samarium agus cóbalt nicil alúmanaim srian mór ar fhorbairt cúpláin tarchurtha maighnéadacha.
Is é 428kJ/m3 an t-uastáirge fuinnimh maighnéadach (BH) d'ábhar maighnéadach buan bórón iarainn neodimiam (NdFeB), rud a fhágann gurb é an tríú glúin d'ábhar maighnéadach buan tar éis cóbalt samarium. Ní hamháin go bhfuil airíonna maighnéadacha níos fearr ag NdFeB ach tá iomaíochas margaidh níos láidre aige freisin. Tá táirge fuinnimh maighnéadach ard ag NdFeB, éilíonn níos lú, tá feidhmíocht phróiseála maith aige, is féidir é a ghearradh agus a dhruileáil, agus tá ráta ard toraidh aige. Mar sin, is féidir leis an méid cúplála maighnéadach a laghdú, costais a laghdú, agus éifeachtúlacht a fheabhsú. Tá sé in úsáid go forleathan i cúpláin tarchurtha maighnéadach.