Surface Permanent Magnet laban sa Interior Permanent Magnet

Kung ikaw ay nagdidisenyo o pumipili ng permanenteng magnet na motor, ang pag-unawa sa pagkakaiba sa pagitan ng Surface Permanent Magnet (SPM) at Interior Permanent Magnet (IPM) mahalaga. Ang dalawang disenyo na ito ang nagpapagana sa karamihan ng mga modernong EV traction motors, mga industrial drive, at wind turbines—ngunit nagdudulot sila ng napakaibang resulta. Mula sa output ng torque at kahusayan to komplikadong paggawa at gastos, ang alam kung kailan pipiliin ang SPM vs IPM ay maaaring magpasya o magpahina sa pagganap at badyet ng iyong proyekto. Sa gabay na ito, hahatiin namin ang mga pangunahing pagkakaiba sa estruktura at elektromagnetiko, na sinusuportahan ng mga pananaw mula sa NBAEM—ang pinagkakatiwalaang tagapag-supply ng NdFeB magnet sa mga lider sa buong mundo tulad ng FAW at Siemens. Handa ka na bang tuklasin kung aling magnet placement ang pinakaangkop sa iyong pangangailangan? Sali na tayo.

Pangunahing Pagkakaiba sa Estruktura: Surface vs. Interior Permanent Magnets

Kapag ikinumpara Surface Permanent Magnets (SPM) at Interior Permanent Magnets (IPM), ang pangunahing pagkakaiba ay nasa kung paano inilalagay ang mga magnet sa rotor.

Ang mga SPM na rotor ay mukhang makinis na silindro na may malinaw na nakikitang mga magnet, habang ang mga IPM na rotor ay nagpapakita ng mga magnet na ligtas na nakatago sa loob ng mga slot kapag tiningnan sa cross-section.

Epekto sa Paggawa

• SPM: Mas mabilis at mas cost-effective na gawin. Ito ay angkop para sa mga aplikasyon na may mas hindi mahigpit na mekanikal na pangangailangan.
• IPM: Mas kumplikadong paggawa dahil sa tumpak na pagkakagawa ng mga magnet na bulsa, ngunit nag-aalok ng mas mahusay na paghawak sa magnet at lakas ng estruktura.

Ang pag-unawa sa mga pagkakaibang ito sa estruktura ay makakatulong sa iyo na piliin ang tamang pagkakalagay ng magnet para sa pagganap at pangangailangan sa produksyon ng iyong motor.

Paghahambing ng Pagganap: Surface Permanent Magnet vs. Interior Permanent Magnet

Ang pagdaragdag ng reluctance torque sa mga disenyo ng IPM ay hindi lamang nagpapataas ng kabuuang output torque kundi nagpapabuti rin sa kahusayan ng motor sa ilalim ng mabigat na mga load. Sa kabilang banda, ang mga SPM motor ay may mas simpleng paglalagay ng magnet ngunit may limitasyon sa mataas na bilis at mataas na torque na aplikasyon dahil sa exposure at retention issues ng magnet.

Para sa mas malalim na kaalaman tungkol sa mga grade ng magnet na angkop para sa mga disenyo na ito, tingnan ang hanay ng high-performance ng NBAEM mga materyal ng neodymium magnet.

Mga Kalamangan ng Electromagnetic ng SPM kumpara sa IPM

Isa sa pinakamalaking benepisyo ng electromagnetic ng internal permanent magnet (IPM) na disenyo ay ang reluctance torque nito, na maaaring magpataas ng kabuuang torque ng 15–25% kumpara sa surface permanent magnet (SPM) na mga motor. Ito ay nagmumula sa matalinong paraan ng paglalagay ng mga magnet sa loob ng rotor, na lumilikha ng dagdag na torque mula sa magnetic saliency ng rotor.

Sa kabilang banda, ang mga SPM motor ay may mas simpleng landas ng flux, na nagreresulta sa mas mababang inductance at mas mabilis na tugon sa dinamiko. Ibig sabihin nito ay mas mabilis na pagbabago sa torque at bilis, na kapaki-pakinabang para sa mga aplikasyon na nangangailangan ng mabilis na kontrol.

Isa pang tampok ay pagpapahina ng field: Maaaring ligtas na palawakin ng mga IPM motor ang kanilang saklaw ng constant power speed sa pamamagitan ng 2 hanggang 3 beses salamat sa kanilang panloob na layout ng magnet, na nagpapahintulot sa mahusay na operasyon sa mas mataas na bilis. Karaniwan, ang mga SPM motor ay walang ganitong kakayahan dahil ang kanilang mga magnet ay nakalantad sa ibabaw, na naglilimita sa kanilang mataas na bilis na pagganap.

Sama-sama, ang mga electromagnetic na katangiang ito ay ginagawang pangunahing pagpipilian ang mga IPM motor para sa mga high-performance na aplikasyon tulad ng EV traction kung saan mahalaga ang torque, kahusayan, at saklaw ng bilis. Para sa mas malalim na pag-aaral sa papel ng lakas ng magnet sa pagganap ng motor, tingnan ang gabay ng NBAEM tungkol sa paano sukatin ang lakas ng magnet.

Thermal & Mechanical Reliability

Ang surface permanent magnets (SPM) ay nakalantad sa ibabaw ng rotor, na nagdudulot ng panganib na magkaroon ng thermal hotspots sa panahon ng mataas na load na operasyon. Ang exposure na ito ay maaaring magdulot ng pagkasira ng adhesive sa paglipas ng panahon, habang humihina ang bond material sa ilalim ng init. Sa kabilang banda, ang interior permanent magnets (IPM) ay nakalubog sa loob ng rotor core, na nag-aalok ng mas mahusay na disipasyon ng init at pinahusay na mekanikal na lakas. Ang pagkakalubog na ito ay nagpoprotekta sa mga magnet mula sa mekanikal na pinsala at binabawasan ang panganib ng demagnetization na dulot ng sobrang init.

Para sa mga disenyo ng SPM, nagbibigay ang NBAEM ng mga corrosion-resistant na coating—tulad ng epoxy na pinagsama sa NiCuNi plating—na nagpapahusay sa tibay at tumutulong maiwasan ang pagkasira ng magnet mula sa exposure sa kapaligiran. Mahalaga ang mga protective layer na ito kapag ang mga magnet ay nakalantad sa ibabaw at mas madaling maapektuhan ng mekanikal at thermal na pagkasira.

Ang pokus sa thermal at mekanikal na katatagan ay kritikal kapag pumipili sa pagitan ng SPM at IPM motor para sa mga mahihirap na aplikasyon tulad ng EV traction o industriyal na drive. Para sa karagdagang impormasyon tungkol sa materyales ng magnet at coatings, nag-aalok ang NBAEM ng hanay ng neodymium ring magnets na may mga solusyon na nakatuon sa thermal resilience at habang-buhay.

Pagsusuri sa Gastos at Paggawa

Ang Surface Permanent Magnet (SPM) motors ay nakikinabang mula sa mas mababang gastos sa tooling at mas mabilis na proseso ng pag-assemble, na ginagawang angkop para sa mga aplikasyon na mas mababa sa 100 kW kung saan mahalaga ang badyet at bilis ng produksyon. Ang kanilang mas simpleng estruktura ng rotor ay nangangahulugang mas kaunting hakbang sa machining at mas madaling paglalagay ng magnet.

Sa kabilang banda, ang Interior Permanent Magnet (IPM) motors ay may mas kumplikadong disenyo ng rotor dahil ang mga magnet ay nakalubog sa loob ng core. Ang komplikasyong ito ay nagtataas ng gastos sa paggawa at nangangailangan ng tumpak na machining. Gayunpaman, maraming IPM na disenyo ang nakakatipid sa paggamit ng copper sa pamamagitan ng pag-optimize ng rotor windings, na maaaring makatulong mapababa ang ilang gastos.

Sa materyal, ang mga IPM motor ay gumagamit ng humigit-kumulang 10–20% na mas kaunting NdFeB magnet material upang makamit ang parehong torque gaya ng SPMs, salamat sa mas mahusay na magnetic circuit efficiency. Ang pagtitipid sa magnet na ito ay isang pangunahing salik sa pagbawas ng kabuuang timbang at gastos ng motor, lalo na sa mataas na dami ng produksyon ng EV.

Para sa mga tagagawa na interesado sa mga detalye ng magnetic material, ang pagsusuri sa mga advanced magnetic technologies ng NBAEM ay tumutulong sa pagpili ng grade ng magnet at pagpapababa ng gastos.

Mga Paboritong Aplikasyon

Larawan mula sa kontrol na inhinyeriya  

Ang surface permanent magnet (SPM) na mga motor ay angkop na angkop para sa mga kasangkapang pambahay, mga pump na mababa ang bilis, at mga drone na sensitibo sa gastos. Ang kanilang mas simpleng disenyo at mas mababang gastos ay ginagawang perpekto kapag ang badyet at kadalian sa paggawa ay pangunahing konsiderasyon. Sa kabilang banda, ang interior permanent magnet (IPM) na mga motor ay tunay na namumukod-tangi sa mga mahihirap na aplikasyon tulad ng EV traction motors—isipin ang Tesla Model 3 at NIO ET7—kung saan mahalaga ang mataas na density ng lakas, mas mahusay na kahusayan, at kakayahang mag-weakening ng field. Ang mga IPM ay karaniwan din sa wind pitch drives at high-speed spindles dahil sa kanilang mekanikal na katatagan at thermal na mga kalamangan.

Mayroon ding mga hybrid na kaso na karapat-dapat pansinin: ang BMW i4 ay gumagamit ng IPM rotor para sa optimal na pagganap, habang ang Renault Zoe ay pumipili ng disenyo ng SPM upang mapanatili ang gastos nang hindi nagsasakripisyo ng masyadong marami. Ipinapakita ng balanse na ito kung paano nakasalalay ang pagpili sa pagitan ng SPM at IPM sa mga partikular na pangangailangan at prayoridad ng aplikasyon.

NBAEM Product Mapping para sa SPM at IPM Magnets

Nag-aalok ang NBAEM ng mga espesyal na klase ng magnet na iniangkop para sa parehong surface permanent magnet (SPM) at internal permanent magnet (IPM) na mga motor, na nag-ooptimize ng pagganap at pagiging maaasahan sa iba't ibang aplikasyon.

• Mga Klase ng SPM: Ang mga arc magnet na N52SH, na may sukat sa pagitan ng R30 at R55 mm, ay dinisenyo na may temperatura na 120°C. Ang mga magnet na ito ay perpekto para sa mga klasikong setup na nakadikit sa ibabaw kung saan pangunahing prayoridad ang matatag na pagganap ng magnetiko at mas madaling pag-assemble.
• Mga Klase ng IPM: Para sa mga interior permanent magnet na rotor, nagbibigay ang NBAEM ng M45UH na mga block magnet. Ang mga ito ay optimized para sa pag-embed sa loob ng rotor core at may mas mataas na temperatura na rating na 180°C, na tinitiyak ang tibay sa ilalim ng mahihirap na thermal at mekanikal na stress.

Isang totoong halimbawa ang naglalarawan ng epekto ng NBAEM: isang Tier-1 na tagapag-supply ng electric vehicle ay nakakita ng 30% na pagbawas sa gastos sa pamamagitan ng pagpapalit mula sa mga karaniwang magnet papunta sa NBAEM’s IPM blanks. Ipinapakita nito hindi lamang ang kahusayan sa materyal at paggawa kundi pati na rin ang halaga ng mga advanced na disenyo ng magnet sa pag-develop ng EV traction motor.

Checklist sa Pagsusuri: Pumili ng SPM o IPM sa loob ng 2 Minuto

Upang mabilis na makapagpasya sa pagitan ng Surface Permanent Magnet (SPM) at Internal Permanent Magnet (IPM) na motor, itanong ang mga sumusunod na 7 pangunahing tanong:

Matrix ng Prayoridad sa Bilis laban sa Torque

Gamitin ang mabilis na checklist na ito upang paliitin ang pagpili ng iyong motor batay sa iyong mga target na pagganap at gastos. Para sa higit pang impormasyon tungkol sa mga materyales ng magnet at ang kanilang gamit sa mga motor, tingnan ang Magnetic Materials sa Teknolohiya ng Motor .