NdFeB magnetite rakendamine mehitamata õhusõidukite valdkonnas kajastub peamiselt nende kui suure jõudlusega püsimagnetmaterjalide omadustes. Need omadused muudavad NdFeB magnetid UAV mootorite ja nendega seotud seadmete oluliseks osaks. Täpsemalt, NdFeB magneteid kasutatakse laialdaselt droonide harjadeta mootorites nende väiksuse, kerge kaalu ja tugevate magnetiliste omaduste tõttu. Võrreldes harjatud mootoritega on harjadeta mootorite eeliseks väiksem hõõrdumine ja väiksemad kaod, madal soojuse teke, pikk kasutusiga ja madal müratase. NdFeB magnetid on selle mootori asendamatu osa.
Droonide rakendamisel ei kasutata NdFeB magneteid mitte ainult harjadeta mootorites, vaid ka paljudes aspektides, nagu propellermootorid, andurid, kinnitus- ja adsorptsiooniseadmed, juhtsiinid ja juhtsüsteemid. Need rakendused demonstreerivad NdFeB magnetite võtmerolli droonide jõudluse parandamisel, näiteks suurendavad kandevõimet ja lennuaega, vähendades mootori kaalu ning parandades droonide üldist jõudlust mootori disaini optimeerimise kaudu.
Raud-boor (neodüüm-raud-boor) magneteid kasutatakse laialdaselt droonide erinevates komponentides nende suure magnettugevuse, kompaktsuse ja kõrge efektiivsuse tõttu. Siin on mõned NdFeB magnetite peamised rakendused droonitehnoloogias:
Drooni mootor
NdFeB magnetid on drooni propellereid toitavate mootorite jaoks üliolulised. Droonides kasutatavatel püsimagnetitega sünkroonmootoritel (PMSM) on rootoritesse sisseehitatud NdFeB magnetid. Need magnetid loovad magnetvälja, mis võimaldab mootoril drooni edasiliikumiseks tõhusalt elektrienergiat mehaaniliseks jõuks muuta.
Drooni andur
NdFeB magneteid kasutatakse erinevates andurites, mis jälgivad ja juhivad drooni liikumist. Liikumisandurid toetuvad kiiruse, asukoha ja vahemaa täpseks tuvastamiseks NdFeB magnetitele. Anduri väljundina kasutatakse magnetvoo tiheduse poolt genereeritud Halli pinget.
Drooni kinnitus
Mõned droonid on varustatud magnetiliste haaratsidega, mis kasutavad objektide korjamiseks ja nendega manipuleerimiseks NdFeB magneteid. Nendel haaratsitel on lamedad magnetpinnad, mis suudavad tõsta ferromagnetilisi materjale, ilma et oleks vaja keerulisi robotsõrmi. NdFeB magnetite püsiv olemus võimaldab neil klambritel töötada ilma toiteallikata.
Mikro droon
Teadlased on välja töötanud drooni, mis on vaid 1,7 sentimeetrit pikk ja suudab tänu NdFeB magnetite kasutamisele muuta kuju ja voltida. NdFeB magnetite suurt tugevuse ja suuruse suhet saab kasutada väga kompaktsete ja manööverdatavate mikrodroonide loomiseks.
Kuidas parandada droonide jõudlust, optimeerides NdFeB magnetite disaini?
Droonide jõudlust saab parandada NdFeB magnetite disaini optimeerimise kaudu järgmistest aspektidest:
Määrake rakenduse nõuded:
Kõigepealt on vaja selgeks teha drooni konkreetsed kasutusstsenaariumid ja jõudlusnõuded, nagu lennukõrgus, kiirus, kandevõime jne. See mõjutab otseselt magneti disaini valikut.
Valige magnetilise jõudluse tase:
Valige sobiv magnetilise jõudluse tase drooni rakendusnõuete alusel. Suure jõudlusega NdFeB püsimagnetmaterjale kasutatakse peamiselt mootorites, kompressorites ja andurites kõrgtehnoloogilistes barjääriväljades 24. Seetõttu tuleks tipptasemel rakenduste jaoks, nagu droonid, valida suure koertsitiivsuse ja kõrge (BH) väärtusega materjalid. NdFeB materjal.
Arvutage vajalik magneti suurus:
Drooni konstruktsiooniparameetrite, nagu mootori kiirus, vajalik pöördemoment jne, alusel arvutatakse välja vajalik magneti suurus. See samm on ülioluline tagamaks, et magnetid vastavad drooni energiavajadustele.
Määrake magneti geomeetria:
Magneti geomeetria mõjutab seda, kui hästi see droonides töötab. Näiteks võivad ümmargused või kandilised magnetid sobida paremini erinevate mehaaniliste konfiguratsioonidega. Seetõttu tuleb drooni konkreetsest disainist lähtuvalt määrata sobivaim magneti kuju.
Valige õige materjal:
Lisaks tavalistele NdFeB materjalidele võite kaaluda ka raskete haruldaste muldmetallide (nt Dy ja Tb) lisamist, et suurendada magneti sisemist sundjõudu, parandades seeläbi drooni jõudlust. Need rasked haruldaste muldmetallide elemendid võivad oluliselt parandada magnetite magnetilisi omadusi, muutes need sobivamaks nõudlikeks droonirakendusteks.
Tootmine ja töötlemine:
Tootmis- ja töötlemisprotsessis tuleb tähelepanu pöörata magnetite kvaliteedi kontrollile, et vältida ebaõigest töötlemisest tingitud jõudluse kadu. Lisaks tuleks läbi viia range testimine ja optimeerimine tagamaks, et lõpptoode vastab eeldatavatele rakendusvajadustele.
Testige ja optimeerige:
Lõpuks koguti ja analüüsiti drooniga kaasas olevate NdFeB magnetite tegeliku testimise kaudu andmeid, et tuvastada jõudluse kitsaskohad ning vastavalt sellele viidi läbi edasine optimeerimine. See protsess võib optimaalse jõudluse saavutamiseks vajada iteratsioone.
Millised on droonirakendustes NdFeB magnetite ja muude püsimagnetmaterjalide (nt Alnico) võrdlevad uuringutulemused?
Võrdlevad uuringutulemused NdFeB magnetite ja muude püsimagnetmaterjalide (nt Alnico) vahel UAV rakendustes näitavad, et NdFeB magnetitel on nende kõrge magnetenergiaga tooteomaduste tõttu lai valik rakendusi tipptasemel robotiväljadel, nagu UAV. Rakendused. NdFeB magneteid kasutatakse peamiselt ülitäpsetes püsimagnetitega servomootorites ja samm-mootorites. Need rakendused nõuavad suurt juhtimistäpsust, väikest suurust ja kerget kaalu. Lisaks hõlmab haruldaste muldmetallide püsimagnetmaterjalide kasutamine mehitamata õhusõidukitel ka lennunduses kasutatavaid haruldaste muldmetallide püsimagnetite generaatoreid, mis saavad kasu professor Jiang Zongrongi ja tema meeskonna teedrajavast tööst lennunduse haruldaste muldmetallide püsimagnetitega seotud mootorite uurimise valdkonnas.
Võrdluseks, Alnico sulamist magnetid toimivad paremini temperatuurikindluse osas. Nende Curie temperatuur on palju kõrgem kui NdFeB magnetitel ja nad suudavad säilitada stabiilset jõudlust kõrgematel temperatuuridel. Mõned Alnico klassid võivad töötada isegi temperatuuril üle 500 kraadi, mis on oluline eelis droonisüsteemide jaoks, mis peavad töötama kõrge temperatuuriga keskkondades.
Kuigi Alnico sulam on temperatuurikindluse poolest parem kui NdFeB magnetid, kasutatakse NdFeB magneteid endiselt laialdaselt sellistes valdkondades nagu droonid, eriti rakendustes, mis taotlevad suurt jõudlust, miniaturiseerimist ja miniaturiseerimist. stseenis. See näitab, et sobiva püsimagnetmaterjali valimisel tuleb kaaluda erinevate materjalide eeliseid ja puudusi vastavalt konkreetsetele rakendusvajadustele.
NdFeB magnetidel ja Alnico sulamitel on droonirakendustes oma eelised. NdFeB magnetitel on kõrge magnetilise energiatoote ja ülitäpseks juhtimiseks sobivuse tõttu olulised rakendused tipptasemel robotite, eriti droonide valdkonnas. Alnico sulam näitab oma suurepärase temperatuuritaluvuse tõttu oma ainulaadseid eeliseid UAV-süsteemides, mis peavad töötama kõrge temperatuuriga keskkondades. Seetõttu tuleks praktilistes rakendustes valida kõige sobivam materjal vastavalt konkreetsetele vajadustele.