Quelques introductions aux aimants de moteur

Les moteurs à aimant permanent utilisent l'aimant permanent comme source d'excitation. En plus de réduire la consommation d'énergie, les performances opérationnelles du moteur peuvent également être améliorées. Les moteurs à aimant permanent utilisent plusieurs types de matériaux magnétiques permanents, notamment des aimants AlNiCo, des aimants en ferrite et des aimants permanents en terres rares. Les aimants AlNiCo ont été développés dans les années 1930 et se distinguent par leur rémanence élevée, leur température de Curie, leur capacité thermique et leur résistance à la corrosion. Mais les aimants AlNiCo présentent l'inconvénient d'une faible coercivité et d'une faible capacité anti-démagnétisation. Avec l'avènement des aimants permanents en terres rares, la part de marché des aimants AlNiCo a fortement diminué, de sorte que les aimants de moteur AlNiCo ne sont désormais utilisés que par les génératrices tachymétriques.

Les aimants en ferrite sont nés dans les années 1950 et occupent encore aujourd'hui une part importante du marché des aimants permanents. Outre leur coût avantageux, leur résistance à la corrosion et leur large plage de températures de fonctionnement, les aimants en ferrite ne sont pas non plus gênés par les pertes par courant de Foucault en raison de leur résistivité électrique élevée. Les performances magnétiques des aimants en ferrite sont relativement faibles, c'est pourquoi les aimants de moteur en ferrite sont principalement destinés aux moteurs à faible coût qui ont de faibles exigences en termes de volume et de poids.

Plus des deux tiers des aimants permanents en terres rares sont fournis à divers moteurs à aimants permanents. L'alliage Sm-Co de type 1:5, l'alliage Sm-Co de type 2:17 et l'alliage Nd-Fe-B sont généralement connus comme étant respectivement la première, la deuxième et la troisième génération d'aimants permanents en terres rares. Les aimants permanents en terres rares peuvent également être classés en aimants liés et en aimants frittés conformément au processus de production. Les aimants de moteur en néodyme liés sont essentiellement en forme d'anneau et appréciés pour leur magnétisation multipolaire, mais ils ne sont courants que dans les micromoteurs en raison des limitations de performances magnétiques. Les aimants en samarium cobalt frittés ou les aimants en néodyme frittés ont une faible résistivité électrique, alors tous deux doivent faire face à la perte par courant de Foucault lorsqu'ils sont utilisés dans des moteurs à grande vitesse. La perte par courant de Foucault peut générer une augmentation de la température de l'aimant, puis donner lieu à une démagnétisation irréversible et influencer davantage les performances du moteur. Les aimants laminés sont une solution pratique pour trouver un équilibre entre puissance et chaleur sans modifier la composition de l'aimant, la structure du moteur et les performances.

Il est indéniable que les aimants Samarium Cobalt frittés jouent toujours un rôle irremplaçable dans certaines applications de moteurs spécifiques, même s'ils sont toujours critiqués en raison de leur coût élevé et de leurs mauvaises propriétés mécaniques. Les derniers aimants Samarium Cobalt hautes performances et les aimants Samarium Cobalt ultra-haute température peuvent offrir à ces moteurs une plus grande liberté de conception.

Les aimants de moteur en néodyme ont généralement certaines exigences en matière de coercivité intrinsèque. La coercivité intrinsèque des aimants en néodyme frittés peut être efficacement améliorée en ajoutant de petites quantités d'éléments de terres rares lourdes (HREE) Dy ou Tb. Afin d'économiser les ressources et les coûts des HREE, la technologie de diffusion aux joints de grains (GBD) a déjà été appliquée aux aimants de moteur en néodyme au cours des dernières années.

Les aimants de moteur en néodyme classiques sont généralement de forme segmentée ou approximative, mais les aimants annulaires frittés multipolaires sont une solution plus intéressante par rapport à l'épissure de plusieurs aimants segmentés. Les aimants annulaires orientés radialement sont à la base de la réalisation d'aimants annulaires frittés multipolaires.