NdFeB magnetų taikymas UAV srityje daugiausia atsispindi jų, kaip didelio našumo nuolatinių magnetų medžiagų, savybėse. Dėl šių savybių NdFeB magnetai yra svarbi UAV variklių ir susijusios įrangos dalis. Konkrečiai, NdFeB magnetai yra plačiai naudojami bešepetėliuose dronų varikliuose dėl savo mažo dydžio, lengvumo ir stiprių magnetinių savybių. Palyginti su šepetiniais varikliais, bešepetėlių varikliai turi mažesnę trintį ir mažesnius nuostolius, mažą šilumos generavimą, ilgą tarnavimo laiką ir mažą triukšmą. NdFeB magnetai yra nepakeičiama šio variklio dalis.
Taikant dronus, NdFeB magnetai naudojami ne tik varikliuose be šepetėlių, bet ir daugeliu aspektų, pavyzdžiui, sraigto varikliuose, jutikliuose, suspaudimo ir adsorbcijos įtaisuose, kreipiančiosiose bėgiuose ir kreipiančiosiose sistemose. Šios programos parodo pagrindinį NdFeB magnetų vaidmenį gerinant dronų veikimą, pvz., didinant keliamąją galią ir skrydžio laiką mažinant variklio svorį ir gerinant bendrą dronų veikimą optimizuojant variklio dizainą.
Geležies-boro (neodimio-geležies-boro) magnetai dėl didelio magnetinio stiprumo, kompaktiško dydžio ir didelio efektyvumo plačiai naudojami įvairiuose dronų komponentuose. Štai keletas pagrindinių NdFeB magnetų pritaikymo dronų technologijoje:
Drono variklis
NdFeB magnetai yra labai svarbūs varikliams, maitinantiems drono sraigtus. Nuolatinių magnetų sinchroniniai varikliai (PMSM), naudojami dronuose, turi NdFeB magnetus, įtaisytus jų rotoriuose. Šie magnetai sukuria magnetinį lauką, leidžiantį varikliui efektyviai paversti elektros energiją mechanine jėga, kad būtų galima varyti droną.
Drono jutiklis
NdFeB magnetai naudojami įvairiuose jutikliuose, kurie stebi ir valdo drono judėjimą. Judesio jutikliai remiasi NdFeB magnetais, kad tiksliai nustatytų greitį, padėtį ir atstumą. Kaip jutiklio išvestis naudojama Holo įtampa, kurią sukuria magnetinio srauto tankis.
Drono tvirtinimas
Kai kuriuose dronuose yra magnetiniai griebtuvai, kurie naudoja NdFeB magnetus objektams paimti ir manipuliuoti. Šie griebtuvai turi plokščius magnetinius paviršius, kurie gali pakelti feromagnetines medžiagas be sudėtingų robotų pirštų. Nuolatinis NdFeB magnetų pobūdis leidžia šiems spaustukams veikti be maitinimo šaltinio.
Mikro dronas
Mokslininkai sukūrė droną, kuris yra tik 1,7 centimetro ilgio ir gali keisti formą bei sulankstyti dėl NdFeB magnetų naudojimo. Didelis NdFeB magnetų stiprumo ir dydžio santykis gali būti naudojamas kuriant labai kompaktiškus ir manevringus mikrodronus.
Kaip pagerinti bepiločių orlaivių našumą optimizuojant NdFeB magnetų dizainą?
Pagerinti dronų veikimą optimizuojant NdFeB magnetų dizainą galima šiais aspektais:
Nustatykite taikymo reikalavimus:
Visų pirma, būtina išsiaiškinti konkrečius drono taikymo scenarijus ir eksploatacinius reikalavimus, tokius kaip skrydžio aukštis, greitis, keliamoji galia ir kt. Tai tiesiogiai paveiks magneto konstrukcijos pasirinkimą.
Pasirinkite magnetinio veikimo lygį:
Pasirinkite tinkamą magnetinio veikimo lygį, atsižvelgdami į drono taikymo reikalavimus. Didelio našumo NdFeB nuolatinio magneto medžiagos daugiausia naudojamos varikliuose, kompresoriuose ir jutikliuose aukštųjų technologijų barjerų laukuose 24. Todėl aukščiausios klasės reikmėms, pvz., dronams, reikėtų pasirinkti medžiagas, turinčias didelę koercyvumą ir didelę (BH) vertę. NdFeB medžiaga.
Apskaičiuokite reikiamą magneto dydį:
Remiantis drono projektiniais parametrais, tokiais kaip variklio greitis, reikiamas sukimo momentas ir pan., apskaičiuojamas reikiamas magneto dydis. Šis žingsnis yra labai svarbus siekiant užtikrinti, kad magnetai atitiktų drono energijos poreikius.
Nustatykite magneto geometriją:
Magneto geometrija turi įtakos jo veikimui dronuose. Pavyzdžiui, apvalūs arba kvadratiniai magnetai gali būti geriau pritaikyti skirtingoms mechaninėms konfigūracijoms. Todėl, atsižvelgiant į konkrečią drono dizainą, reikia nustatyti tinkamiausią magneto formą.
Pasirinkite tinkamą medžiagą:
Be standartinių NdFeB medžiagų, taip pat galite apsvarstyti galimybę įtraukti sunkiųjų retųjų žemių elementų, tokių kaip Dy ir Tb, kad padidintumėte vidinę magneto prievartos jėgą ir taip pagerintumėte drono veikimą. Šie sunkūs retųjų žemių elementai gali žymiai pagerinti magnetų magnetines savybes, todėl jie labiau tinka reiklioms dronų programoms.
Gamyba ir perdirbimas:
Gamybos ir apdorojimo proceso metu reikia atkreipti dėmesį į magnetų kokybės kontrolę, kad būtų išvengta našumo praradimo dėl netinkamo apdorojimo. Be to, reikia atlikti kruopštų bandymą ir optimizavimą, siekiant užtikrinti, kad galutinis produktas atitiktų numatomus taikymo poreikius.
Išbandykite ir optimizuokite:
Galiausiai, iš tikrųjų išbandant drono nešiojamus NdFeB magnetus, buvo surinkti ir išanalizuoti duomenys, siekiant nustatyti veikimo kliūtis, ir atitinkamai atliktas tolesnis optimizavimas. Norint pasiekti optimalų našumą, šį procesą gali prireikti kartoti.
Kokie yra NdFeB magnetų ir kitų nuolatinių magnetų medžiagų (tokių kaip Alnico) lyginamųjų tyrimų rezultatai naudojant dronus?
Lyginamieji NdFeB magnetų ir kitų nuolatinių magnetų medžiagų (pvz., Alnico) tyrimų rezultatai UAV taikymuose rodo, kad NdFeB magnetai gali būti plačiai naudojami aukščiausios klasės robotų laukuose, tokiuose kaip UAV, dėl jų aukštos magnetinės energijos produkto charakteristikų. Programos. NdFeB magnetai daugiausia naudojami didelio tikslumo nuolatinių magnetų servovarikliuose ir žingsniniuose varikliuose. Šios programos reikalauja didelio valdymo tikslumo, mažo dydžio ir lengvumo. Be to, retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagų panaudojimas UAV taip pat apima aviacijos retųjų žemių nuolatinių magnetų generatorius, kuriems naudingas profesoriaus Jiang Zongrong ir jo komandos novatoriškas darbas aviacijos retųjų žemių nuolatinių magnetų variklių tyrimų srityje.
Palyginimui, Alnico lydinio magnetai pasižymi geresniu atsparumu temperatūrai. Jų Curie temperatūra yra daug aukštesnė nei NdFeB magnetų ir jie gali išlaikyti stabilų veikimą aukštesnėje temperatūroje. Kai kurios Alnico rūšys gali veikti net aukštesnėje nei 500 laipsnių temperatūroje, o tai yra svarbus privalumas dronų sistemoms, kurios turi veikti aukštos temperatūros aplinkoje.
Tačiau, nors Alnico lydinys yra pranašesnis už NdFeB magnetus pagal atsparumą temperatūrai, NdFeB magnetai vis dar plačiai naudojami tokiose srityse kaip dronai, ypač tais atvejais, kai siekiama didelio našumo, miniatiūrizavimo ir miniatiūrizavimo. scenoje. Tai rodo, kad renkantis tinkamą nuolatinio magneto medžiagą, reikia pasverti įvairių medžiagų privalumus ir trūkumus, atsižvelgiant į konkrečius pritaikymo poreikius.
NdFeB magnetai ir Alnico lydiniai turi savo privalumų naudojant dronus. NdFeB magnetai turi svarbių pritaikymų aukščiausios klasės robotų, ypač dronų, srityje dėl jų didelės magnetinės energijos produkto ir tinkamumo didelio tikslumo valdymui. Alnico lydinys dėl savo puikaus atsparumo temperatūrai rodo savo unikalius pranašumus UAV sistemose, kurios turi veikti aukštos temperatūros aplinkoje. Todėl praktikoje pagal konkrečius poreikius reikėtų parinkti tinkamiausią medžiagą.