Самарские ученые создали установку для точного намагничивания редкоземельных магнитов

Ученые Самарского университета им. Королёва разработали и изготовили уникальную промышленную магнитно-импульсную установку для особо точного и стабильного намагничивания редкоземельных магнитопластов – специальных мощных магнитов, изготавливаемых на полимерной основе из магнитного порошка, содержащего редкоземельный металл.

Редкоземельные магниты были разработаны еще в 70-е годы ХХ века и являются самым мощным типом постоянных магнитов, они создают более сильное магнитное поле, чем любые другие постоянные магниты. Главной отличительной чертой редкоземельных магнитов является высокая степень точности и повторяемости их размеров, а также однородность магнитных характеристик. Для их производства необходимо специализированное оборудование, номенклатура которого в нашей стране представлена недостаточно широко.

"Ученые научно-исследовательской лаборатории прогрессивных технологических процессов пластического деформирования (НИЛ-41) разработали, изготовили и ввели в эксплуатацию уникальную промышленную магнитно-импульсную установку. Она предназначена для крупносерийного производства редкоземельных магнитопластов из сплава "неодим-железо-бор" (Nd-Fe-B). Такие магнитопласты сейчас широко используются в различной приборной технике, например, в водосчетчиках, разных датчиках и так далее. Весьма перспективной областью в настоящее время является применение редкоземельных магнитопластов для создания высокоэффективных электродвигателей беспилотных летательных аппаратов. Благодаря многополюсным редкоземельным магнитопластам коэффициент полезного действия (КПД) электродвигателей вырастает до 90-94%, в то время как у электродвигателей с обычными магнитами КПД составляет примерно лишь 77-82%. Согласно расчетам, использование магнитопластов в электродвигателе позволяет увеличить дальность полета БПЛА примерно на 20-25%. Кроме того, электродвигатели на магнитопластах значительно меньше шумят при работе", – рассказал Дмитрий Черников, научный руководитель НИЛ-41 Самарского университета им. Королёва.

Созданная установка относительно компактна, ее габариты – 600х600х800 мм. Задача установки – особо точное намагничивание заготовок магнитопластов. Она как бы вкладывает в будущий магнит его силу притяжения. Установка генерирует магнитные импульсы с точно заданными параметрами, и заготовка за миллионные доли секунды становится мощным магнитом со строго заданными характеристиками согласно техническому заданию.

"Основой таких намагничивающих установок традиционно является высоковольтный генератор импульсных токов с емкостным накопителем энергии. На рабочем соленоиде для намагничивания формируются униполярные импульсы тока с заданной амплитудой и длительностью, которые и намагничивают магниты и магнитные системы. Отличительной особенностью высоковольтного генератора в нашей установке является применение газовых тиратронов нового поколения в качестве мощных коммутаторов тока в режиме "отсечки" токов обратной полярности, а также использование импульсных конденсаторов с высокой удельной энергией. Все это в целом позволило значительно улучшить точность и стабильность технологического процесса намагничивания и увеличить рабочий ресурс оборудования", – отметил Ринат Юсупов, разработчик установки, научный сотрудник НИЛ-41 Самарского университета им. Королёва.

Установка создана по заказу российской научно-производственной компании "Валтар", ведущего производителя магнитных систем в России и странах СНГ. Оборудование уже прошло все испытания и недавно было введено в промышленную эксплуатацию.

"Можно с уверенностью сказать, что данная установка по своим параметрам является уникальной и на настоящий момент не имеет аналогов ни в России, ни за рубежом. Ее характеристики значительно выше, чем у другого подобного оборудования, используемого для намагничивания магнитопластов", – подчеркнул технический директор компании "Валтар" Алексей Скуридин.

По словам разработчиков, при создании установки были реализованы абсолютно новые технические решения, однако подробные характеристики и параметры оборудования не разглашаются в связи с коммерческой тайной и секретом производства (ноу-хау).

"Создание промышленного оборудования в стенах университета является непростой задачей. Важно, что наши магнитно-импульсные установки востребованы ведущими высокотехнологичными компаниями из различных отраслей промышленности. Действительно, в данной установке нами реализованы абсолютно новые технические решения, ничего подобного ранее мы не делали. Безусловно, для нас это важный шаг, по сути, это новое направление, которое мы будем у себя развивать. Уже достигнута договоренность о разработке целого типового ряда подобных установок различной энергоемкости", – сообщил Дмитрий Черников.

Фото: Олеся Орина