Guida alle prestazioni del disco magnetizzato diametralmente rispetto ai magneti a anello multipolare

Spiegazione dei Pattern di Magnetizzazione

Magneti a disco magnetizzati diametralmente

• Magnetizzato lungo il diametro con una chiara polarità Nord-Sud.
• Le linee del campo magnetico escono da un semicerchio e entrano nell'altro semicerchio.
• Comunemente realizzati con materiali ad alte prestazioni come NdFeB (Neodimio Ferro Boro) e SmCo (Samario Cobalto).
• Le classi tipiche variano da N35 a N52 per NdFeB e 2J85 per SmCo.

Magneti a anello multipolari

• Presentano più poli alternati disposti uniformemente lungo la circonferenza—solitamente 4, 6, 8 o più poli.
• Due principali orientamenti: assiale (poli allineati lungo l'asse del magnete) e radiale (poli rivolti verso l'esterno radialmente).
• I metodi di produzione includono magneti sinterizzati, che offrono alta resistenza e precisione, e magneti legati, che consentono forme complesse e flessibilità.

NBAEM si specializza nella consegna di dischi diametrici e magneti a anello multipolari di precisione su misura per le tue esigenze applicative.

Confronto delle Prestazioni del Campo Magnetico

Quando si confrontano magneti a disco magnetizzati diametralmente to magneti a anello multipolari, le differenze nelle prestazioni del campo magnetico sono chiaramente evidenti:

I dischi diametrici producono un campo chiaro nord-sud attraverso il diametro, ma gli effetti ai bordi possono causare una distribuzione disomogenea del flusso. D'altra parte, i magneti a anello multipolare offrono una superiore uniformità del campo radiale, grazie alla disposizione alternata dei poli intorno all'anello. Questo design appiana le transizioni tra poli, offrendo campi magnetici sinusoidali migliori, fondamentali per ridurre le ondulazioni del momento torcente in applicazioni come motori BLDC e motori a spindola.

Le simulazioni di Analisi agli Elementi Finiti (FEA) confermano che gli anelli multipolari forniscono una densità di flusso nel vuoto d'aria più forte e più uniforme, rendendoli l'opzione preferita per progetti di motori ad alte prestazioni che richiedono una coppia costante.

Per una guida dettagliata sulle prestazioni dei magneti e le classi di materiale come NdFeB, consulta il nostro confronto tra classi di magneti N52 e N35, che approfondisce come la scelta del materiale influisce sulla forza e sulla stabilità del campo.

Coppia e Cogging nelle applicazioni rotanti

Per quanto riguarda coppia e cogging, i dischi magnetizzati diametralmente tendono a mostrare effetti di cogging più elevati. Questo li rende una buona scelta per motori passo-passo a 2 poli, dove è necessaria una presa di posizione precisa, ma le ondulazioni di coppia non sono un grosso problema. La transizione acuta di poli a 180° causa salti di coppia evidenti mentre il rotore gira.

D'altra parte, i magneti a anello multipolare — con le loro transizioni di poli morbide multiple — offrono un cogging torque quasi nullo. Questo li rende ideali per motori servo e a spindola che richiedono rotazione fluida e coppia costante. Grazie alla loro densità di flusso sinusoidale, le ondulazioni di coppia sono significativamente ridotte.

Infatti, dati di test reali e formule di ondulazione di coppia mostrano che i magneti a anello a 6 e 8 poli riducono le ondulazioni di coppia fino a 70% rispetto ai dischi diametralmente magnetizzati. Ciò significa motori più silenziosi, più efficienti, particolarmente utili in applicazioni BLDC ad alte prestazioni.

Per chi cerca una riduzione del cogging torque e un movimento più fluido, gli anelli multipolari sono l'opzione preferita. Se si desidera approfondire i materiali magnetici che sopportano temperature operative più elevate, la scheda tecnica dettagliata magneti SmCo copre opzioni adatte a progetti di motori impegnativi.

Considerazioni meccaniche e di assemblaggio

Quando si tratta di montare dischi magnetizzati diametralmente, i metodi di montaggio a pressione o adesivi sono comunemente usati. Tuttavia, questi dischi richiedono una tolleranza rigorosa di allineamento dei poli—qualsiasi disallineamento superiore a 0,05 mm può causare cali di prestazioni evidenti. Questa sensibilità al disallineamento dei poli richiede una manipolazione accurata durante l'assemblaggio.

D'altra parte, i magneti a anello multipolare beneficiano di tecniche di montaggio più avanzate come l'iniezione con sovramodellatura o il shrink-fit, che offrono una maggiore stabilità meccanica e una migliore protezione. NBAEM applica una tolleranza stretta di ±0,03 mm sulla posizione dei poli per gli anelli multipolari, garantendo un'eccellente uniformità del campo radiale e prestazioni magnetiche costanti. Questa alta precisione riduce i rischi durante l'assemblaggio del motore e migliora l'affidabilità complessiva.

Matrice di Applicazione Specifica del Settore

Quando si tratta di utilizzo reale, la scelta tra dischi magnetizzati diametralmente e magneti a anello multipolare dipende fortemente dalle esigenze di prestazione dell'applicazione e dagli obiettivi di costo.

• Droni: Il magnete a anello multipolare a 6 poli è ideale per motori gimbal, offrendo un controllo fluido e preciso con circa una riduzione di 30% nel torque di cogging. Ciò significa una migliore stabilizzazione della fotocamera e tempi di volo più lunghi grazie a meno vibrazioni del motore.
• Servosterzo Elettrico (EPS) per Automotive: I dischi magnetizzati diametralmente sono una scelta economica in questo caso. Con un semplice design a 2 poli, supportano produzioni di grande volume—oltre 100.000 unità all'anno—mantenendo prestazioni affidabili nei sistemi di sterzo.
• Motori Spindle HDD: I motori spindle ad alta velocità beneficiano di magneti a anello multipolare a 8 poli. La loro superiore precisione di posizionamento dei poli mantiene il runout sotto 0,5%, garantendo RPM stabili e una vita più lunga del disco rigido.

Per ulteriori dettagli sulle soluzioni magnetiche su misura per applicazioni motoristiche in vari settori, consulta le intuizioni degli esperti NBAEM su applicazione dei magneti per motori.

Analisi dei Costi & Scalabilità

Per quanto riguarda gli stampi, i magneti a anello multipolare richiedono più tempo—tipicamente 4 a 6 settimane—a causa della complessità del posizionamento preciso dei poli. Al contrario, i dischi magnetizzati diametralmente richiedono circa 2 settimane, rendendoli più rapidi da produrre.

A un volume di 10.000 pezzi, la differenza di costo per pezzo varia da $0,15 a $0,80, con gli anelli multipolari generalmente più costosi a causa della produzione complessa e delle tolleranze più strette. Tuttavia, questo costo extra si ripaga spesso in prestazioni per applicazioni che richiedono coppia liscia e densità di flusso sinusoidale.

NBAEM offre una quantità minima d'ordine (MOQ) di 100 pezzi prototipo, completi di validazione completa dei poli per garantire una magnetizzazione accurata e prestazioni affidabili prima di aumentare la produzione. Questo servizio aiuta a mitigare i rischi e accelerare lo sviluppo del prodotto.

Checklist di Selezione per Magneti a Disco Diametrico e Magneti a Anello Multipolare

La scelta del magnete giusto dipende dalle tue esigenze specifiche. Ecco una guida rapida per aiutarti a decidere:

• Hai meno di 4 poli? Opta per un magnete a disco diametrico—semplice ed efficace per configurazioni di base a due poli.
• Cerchi un back-EMF sinusoidale e fluido? Gli magneti a anello multipolare sono la tua scelta migliore, offrendo una maggiore uniformità del campo radiale e una riduzione delle vibrazioni di coppia.
• Temperatura di esercizio superiore a 120°C? Considera Magneti multipolari in SmCo per una migliore stabilità termica e prestazioni.

Per costruzioni di precisione, soprattutto con tolleranze strette di posizionamento dei poli, puoi contattare il nostro team CTA per ottenere un rapporto dettagliato sul posizionamento dei poli entro 24 ore.

Questa checklist garantisce che tu scelga un magnete adatto alla tua applicazione—sia per un sistema di sterzo EPS economico che per motori a spindle ad alte prestazioni.

Per ulteriori informazioni su materiali ad alte prestazioni come lo SmCo, consulta il nostro articolo dettagliato su I magneti SmCo.