Leitfaden zur Leistungsfähigkeit von diametral magnetisierten Scheiben im Vergleich zu Mehrpolringen

Magnetisierungsdiagramme erklärt

Diametral magnetisierte Scheibenmagneten

• Magnetisiert quer durch den Durchmesser mit klarer Nord-Süd-Polarität.
• Magnetfeldlinien verlassen eine Halbkugel und treten in die gegenüberliegende Halbkugel ein.
• Häufig hergestellt aus Hochleistungsmaterialien wie NdFeB (Neodym-Eisen-Bor) und SmCo (Samarium-Kobalt).
• Typische Güten reichen von N35 bis N52 für NdFeB und 2J85 für SmCo.

Multipol-Ringmagneten

• Verfügen über mehrere abwechselnde Pole, die gleichmäßig um den Umfang angeordnet sind – normalerweise 4, 6, 8 oder mehr Pole.
• Zwei Hauptausrichtungen: axial (Pole entlang der Magnetachse ausgerichtet) und radial (Pole nach außen gerichtet).
• Herstellungsmethoden umfassen sintermagnetische Magnete, die hohe Festigkeit und Präzision bieten, sowie bonded Magnete, die komplexe Formen und Flexibilität ermöglichen.

NBAEM spezialisiert sich auf die Lieferung sowohl diametraler Scheiben als auch präziser Multipol-Ringmagneten, die genau auf Ihre Anwendungsanforderungen zugeschnitten sind.

Vergleich der Magnetfeldleistung

Beim Vergleich diametral magnetisierte Scheibenmagneten to Multipol-Ringmagneten, die Unterschiede in der Magnetfeldleistung sind deutlich sichtbar:

Diametrische Scheiben erzeugen ein klares Nord-Süd-Feld über den Durchmesser, aber Randwirkungen können eine ungleichmäßige Flussverteilung verursachen. Andererseits bieten Mehrpol-Ringmagneten eine überlegene radiale Feldgleichmäßigkeit, dank ihrer wechselnden Polanordnung um den Ring. Dieses Design glättet die Polübergänge und liefert bessere sinusförmige Magnetfelder, die entscheidend sind, um das Drehmoment-Rauschen in Anwendungen wie BLDC- und Spindelmotoren zu reduzieren.

Finite-Elemente-Analyse (FEA)-Simulationen bestätigen, dass Mehrpol-Ringe eine stärkere und gleichmäßigere Luftspaltflussdichte bieten, was sie zur bevorzugten Wahl für Hochleistungsmotoren macht, die eine konstante Drehmomentabgabe erfordern.

Für detaillierte Hinweise zur Magnetleistung und Materialklassen wie NdFeB, schauen Sie sich unseren Vergleich an N52 vs. N35 Magnetklassen, der darauf eingeht, wie die Materialwahl die Feldstärke und Stabilität beeinflusst.

Drehmoment & Cogging in rotierenden Anwendungen

Wenn es um Drehmoment und Cogging geht, zeigen diametral magnetisierte Scheiben tendenziell stärkere Cogging-Effekte. Dies macht sie zu einer guten Wahl für 2-polige Schrittmotoren, bei denen eine präzise Positionshaltung erforderlich ist, aber das Drehmoment-Rauschen kein großes Problem darstellt. Der scharfe 180° Polübergang verursacht spürbare Drehmoment-Sprünge, wenn sich der Rotor dreht.

Auf der anderen Seite bieten Mehrpol-Ringmagneten – mit ihren mehreren sanften Polübergängen – nahezu kein Cogging-Drehmoment. Dies macht sie ideal für Servomotoren und Spindelmotoren, die eine sanfte Rotation und eine konstante Drehmomentabgabe erfordern. Dank ihrer sinusförmigen Flussdichte wird das Drehmoment-Rauschen deutlich minimiert.

Tatsächliche Testdaten und Drehmoment-Rausch-Formeln zeigen, dass 6- und 8-polige Ringmagneten das Drehmoment-Rauschen um bis zu 70% im Vergleich zu diametralen Scheiben reduzieren. Das bedeutet leisere, effizientere Motoren, die besonders in Hochleistungs-BLDC-Anwendungen nützlich sind.

Für diejenigen, die reduziertes Cogging-Drehmoment und sanftere Bewegungen suchen, sind Mehrpol-Ringe die erste Wahl. Wenn Sie tiefer in magnetische Materialien eintauchen möchten, die höheren Betriebstemperaturen standhalten, behandelt das detaillierte SmCo-Magnetdatenblatt Optionen, die für anspruchsvolle Motorenkonstruktionen geeignet sind.

Mechanische & Montageüberlegungen

Bei der Montage diametral magnetisierter Scheiben werden häufig Presspass- oder Klebeverfahren eingesetzt. Diese Scheiben erfordern jedoch eine strenge Toleranz bei der Polausrichtung – eine Abweichung von mehr als 0,05 mm kann zu spürbaren Leistungseinbußen führen. Diese Empfindlichkeit gegenüber Polabweichungen erfordert eine sorgfältige Handhabung während der Montage.

Auf der anderen Seite profitieren Mehrpolringmagneten von fortschrittlicheren Montagetechniken wie Injektionsüberformen oder Schrumpfpassung, die eine stärkere mechanische Stabilität und besseren Schutz bieten. NBAEM setzt eine enge Toleranz von ±0,03 mm bei der Polplatzierung für Mehrpolringe durch, um eine hervorragende radiale Feldgleichmäßigkeit und eine konsistente magnetische Leistung zu gewährleisten. Diese hohe Genauigkeit reduziert Risiken bei der Motorenmontage und verbessert die Gesamzuverlässigkeit.

Branchenspezifische Anwendungsmatrix

Wenn es um den praktischen Einsatz geht, hängt die Wahl zwischen diametral magnetisierten Scheiben und Mehrpolringmagneten stark von den Leistungsanforderungen und Kostenzielen der Anwendung ab.

• Drohnen: Der 6-polige Mehrpolringmagnet ist ideal für Gimbal-Motoren und sorgt für eine sanfte, präzise Steuerung mit etwa einer 30%-Reduktion des Cogging-Torques. Das bedeutet eine bessere Kamerastabilisierung und längere Flugzeiten dank weniger Motorvibrationen.
• Automobil-EPS (Elektrische Servolenkung): Hier sind diametral magnetisierte Scheiben eine kostengünstige Wahl. Mit einem einfachen 2-poligen Design unterstützen sie die Massenproduktion – über 100.000 Einheiten pro Jahr – und gewährleisten gleichzeitig eine zuverlässige Leistung in Lenksystemen.
• HDD-Spindelmotoren: Hochgeschwindigkeits-Spindelmotoren profitieren von 8-poligen Mehrpolringmagneten. Ihre überlegene Polplatzierungsgenauigkeit hält die Laufabweichung unter 0,5% und sorgt für stabile Drehzahlen und eine längere Lebensdauer der Festplatte.

Für weitere Details zu magnetischen Lösungen, die auf Motoranwendungen in verschiedenen Branchen zugeschnitten sind, lesen Sie die Experteneinblicke von NBAEM zu den Anwendung von Magneten für Motor.

Kosten- & Skalierbarkeitsanalyse

Bei der Werkzeugherstellung benötigen Mehrpolringmagneten in der Regel 4 bis 6 Wochen, was auf die Komplexität der präzisen Polplatzierung zurückzuführen ist. Im Vergleich dazu benötigen diametral magnetisierte Scheiben etwa 2 Wochen, was sie schneller herstellbar macht.

Bei einer Stückzahl von 10.000 Stück liegt der Kostenunterschied pro Stück zwischen $0,15 und $0,80, wobei Mehrpolringe aufgrund der aufwändigen Fertigung und engeren Toleranzen in der Regel teurer sind. Dieser zusätzliche Kostenfaktor zahlt sich jedoch oft in der Leistung aus, insbesondere bei Anwendungen, die ein gleichmäßiges Drehmoment und sinusförmige Flussdichte erfordern.

NBAEM bietet eine Mindestbestellmenge (MOQ) von 100 Prototypen, inklusive vollständiger Polvalidierung, um eine genaue Magnetisierung und zuverlässige Leistung vor der Serienproduktion sicherzustellen. Dieser Service hilft, Risiken zu minimieren und die Produktentwicklung zu beschleunigen.

Auswahl-Checkliste für diametral magnetisierte Scheibenmagneten und Mehrpolringmagneten

Die Wahl des richtigen Magneten hängt von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Hier ist eine kurze Anleitung, die Ihnen bei der Entscheidung hilft:

• Benötigen Sie weniger als 4 Pole? Wählen Sie einen diametral magnetisierten Scheibenmagneten—einfach und effektiv für grundlegende Zweipol-Konfigurationen.
• Auf der Suche nach glattem, sinusförmigem Back-EMF (BEMF)? Mehrpolringmagneten sind Ihre beste Wahl, bieten eine höhere radiale Feldgleichmäßigkeit und reduzieren das Drehmoment-Rippen.
• Betriebstemperatur über 120°C? Berücksichtigen Sie SmCo-Mehrpolmagneten für bessere thermische Stabilität und Leistung.

Für Präzisionsaufbauten, insbesondere bei engen Polplatzierungstoleranzen, können Sie unser CTA-Team kontaktieren um innerhalb von 24 Stunden einen detaillierten Polplatzierungsbericht zu erhalten.

Diese Checkliste stellt sicher, dass Sie einen Magnet wählen, der zu Ihrer Anwendung passt—egal ob für kosteneffektives EPS-Lenksystem oder Hochleistungs-Spindelmotoren.

Für mehr Informationen zu Hochleistungsmaterialien wie SmCo, lesen Sie unseren ausführlichen Artikel auf SmCo-Magnete.