Quali tipi di magneti vengono utilizzati nei veicoli

Quali sono le diverse varietà di magneti utilizzati nelle automobili o nei veicoli?

I magneti sono materiali o particelle magnetizzate di minerale di ferro che generano un campo magnetico (proprietà invisibile del magnete). Grazie alla proprietà del campo magnetico, i magneti possono attrarre i materiali ferromagnetici (cobalto, nichel, acciaio e ferro) e possono respingere o attrarre gli altri magneti disponibili nell'universo. L'elettromagnete e i magneti permanenti sono i principali tipi di magneti. Gli elettromagneti sono realizzati con una bobina di filo avvolta attorno al materiale ferromagnetico. Gli elettromagneti sono magneti temporanei e mantengono la loro forza magnetica finché il flusso di corrente nella bobina di filo continua. I magneti permanenti sono magneti che hanno un campo magnetico permanente e forte. I magneti sono comunemente utilizzati nei veicoli rendendo il funzionamento e le funzioni comode, sicure ed efficienti. Le parti di intrattenimento, le parti del motore, i sensori e i componenti di sicurezza dei veicoli sono costituiti da magneti naturali o magneti artificiali. Le diverse proprietà e caratteristiche come stabilità termica, resistenza alla corrosione, forza magnetica e risparmio sui costi dei magneti vengono analizzate e considerate per la giusta selezione dei magneti per le applicazioni nelle automobili. In questo articolo vengono studiati e descritti i magneti (magneti in ferrite, magneti in SmCo e magneti in neodimio con terre rare) generalmente utilizzati nella produzione di automobili o veicoli.

Magneti in ferrite:

    Un magnete in ferrite è un magnete in ossido di ferro con elementi magnetici ceramici e viene magnetizzato in un magnete permanente quando interagisce con il campo magnetico. Questi magneti vengono prodotti mescolando gli elementi metallici con l'ossido di ferro. I magneti in ferrite sono economici e altamente resistenti alla corrosione e al smagnatismo, ma hanno una forza magnetica e una potenza inferiori rispetto ai magneti NdFeB (neodimio). Questi magneti non vengono smagnetizzati a causa delle loro elevate proprietà di coercitività. I magneti in ferrite sono disponibili nei colori grigio scuro o nero nei mercati e sono ampiamente utilizzati per applicazioni in cui sono richiesti magneti economici che compromettono la forza magnetica e le prestazioni.

 Il relè di un'automobile o di un veicolo è un dispositivo di commutazione che viene utilizzato per collegare e scollegare il circuito elettrico e i sensori magnetici controllano il motore e rilevano la posizione dei veicoli. I magneti in ferrite sono ampiamente utilizzati in queste parti critiche dei veicoli per un funzionamento efficiente. I magneti in ferrite sono utilizzati in questi componenti per le loro proprietà economiche e di lunga durata. I magneti in ferrite sono utilizzati nei motori dei veicoli per il funzionamento della regolazione dei sedili, dei finestrini e per l'azionamento delle pompe del carburante. Anche gli altoparlanti utilizzati nei veicoli per la musica e altri sistemi di allarme hanno i magneti in ferrite. Questi magneti sono molto resistenti alla corrosione e adatti anche a diverse condizioni di temperatura o ambiente per la loro natura stabile contro le alte temperature e l'ambiente caldo.

Magneti al neodimio (NdFeB) (terre rare):

I magneti al neodimio sono magneti permanenti prodotti legando boro, ferro e elementi al neodimio e disponibili in diverse forme come barra, anello, svasata, blocco e disco nei mercati. Questi magneti sono ampiamente utilizzati in diversi settori grazie alla forte forza magnetica, alla resistenza alla corrosione e alla stabilità verso il diamagnetismo. Le applicazioni in cui è richiesto un forte campo magnetico in forma compatta o compatta, sono per lo più preferite i magneti permanenti al neodimio. I magneti al neodimio producono un forte campo magnetico grazie all'elevata densità di energia e questo è il motivo per cui sono considerati per la produzione di automobili/veicoli. I magneti al neodimio sono ampiamente utilizzati in sensori, attuatori, dispositivi di intrattenimento e motori di veicoli ibridi ed elettrici. Le prestazioni e l'efficienza dei veicoli ibridi ed elettrici vengono aumentate utilizzando i magneti permanenti nei motori perché rendono il funzionamento del motore fluido e meno indipendente dalla fonte di energia. I magneti sono utilizzati nei sistemi di frenata rigenerativa dei veicoli che immagazzinano l'energia di frenata e soddisfano le esigenze di energia per l'illuminazione e altri scopi energetici dei veicoli. La necessità di magneti al neodimio è in aumento nell'industria automobilistica, grazie alla possibilità di mantenere un forte campo magnetico nei componenti di dimensioni compatte.

Magneti al samario-cobalto:

I magneti al samario-cobalto sono magneti permanenti in terre rare e sono prodotti dalla combinazione di materiali in cobalto e samario. Questi magneti sono famosi per la loro elevata resistenza alla corrosione e stabilità in condizioni o ambienti ad alta temperatura. Questi magneti mostrano prestazioni migliori in ambienti ad alta temperatura ma hanno un campo magnetico più debole rispetto ai magneti in terre rare al neodimio. Questi magneti possono mantenere il loro campo magnetico a una temperatura di oltre 350 gradi centigradi. Queste eccezionali proprietà hanno reso i magneti più esigenti di altri magneti per la produzione di automobili.

I magneti in samario-cobalto sono costosi e questo è il motivo principale per cui vengono utilizzati nei componenti che svolgono funzioni o operazioni specifiche o limitate. Questo tipo di magneti è ampiamente utilizzato in veicoli speciali come auto di lusso e sportive. I sensori e gli attuatori delle sezioni di frenata e motore hanno magneti in samario-cobalto per la loro stabilità alle condizioni di alta temperatura. Ci sono alcuni rischi correlati alle prestazioni continue con l'uso di questi magneti in atmosfere ad alta temperatura.

Magneti Alnico:

I magneti Alnico sono il tipo di magnete permanente prodotto combinando gli elementi cobalto, nichel e cobalto. I magneti Alnico hanno un forte campo magnetico e proprietà di elevata stabilità termica. Questi magneti sono altamente resistenti alla corrosione e possono durare più a lungo. I magneti Alnico sono utilizzati negli altoparlanti e nella sezione di accensione dei veicoli.

Magneti nei veicoli

I tipi di magneti descritti sopra sono selezionati per i veicoli in base alle proprietà richieste e alla considerazione della progettazione dei componenti utilizzati nei veicoli. Le importanti applicazioni dei magneti nei veicoli sono descritte di seguito:

Dispositivi di intrattenimento: Il suono nei dispositivi di intrattenimento come altoparlanti, TV audio e video viene prodotto con l'aiuto del campo magnetico dei magneti. Il campo magnetico del magnete interagisce con la corrente elettrica e produce la forza elettromagnetica e questa forza aiuta il driver dell'altoparlante a muoversi avanti e indietro. Il suono viene prodotto con l'interazione del motore di chiamata vocale con il campo magnetico e il tipo di magnete decide la qualità del campo magnetico. I magneti in ferrite sono generalmente preferiti per gli altoparlanti e i dispositivi audio.

Motori magnetici:  La coppia e la forza motrice dei motori dei veicoli ibridi ed elettrici sono prodotte dai magneti permanenti. Il campo magnetico permanente interagisce con il campo magnetico prodotto dall'elettricità e aziona il rotore del motore. I magneti al neodimio sono utilizzati nel motore dei veicoli.

Componenti di sicurezza:  I sistemi di sicurezza dei veicoli sono attuatori airbag e sensori di velocità delle ruote hanno magneti al samario-cobalto. La velocità della ruota del veicolo viene rilevata dai sensori magnetici noti come sensori di velocità delle ruote. I sensori di velocità delle ruote o controller ABS sono magneti permanenti costituiti da un filo di bobina avvolto su un nucleo fatto di metallo. Quando la rotazione dell'anello dentato attraversa la punta, si verifica un cambiamento nelle linee di flusso del magnete prodotte dai sensori e vengono generati impulsi di tensione.

Accessori (alimentazione):  I magneti in ferrite sono utilizzati nel motore di azionamento per la porta, i sedili, gli specchietti e i finestrini del veicolo. Questi magneti sono economici e hanno prestazioni stabili per diverse condizioni.

Attuatori e sensori: I sensori sono fondamentalmente i componenti di monitoraggio dei veicoli che osservano tutti i fattori e visualizzano le variazioni. La velocità, la prossimità, l'accelerazione e la temperatura sono le variabili del veicolo osservate dai sensori. Dopo aver raccolto i dati di queste variabili, i sensori vengono condivisi con il sistema di controllo del veicolo. Gli attuatori sono le parti attive del sistema del veicolo. Gli attuatori rispondono in base ai segnali ricevuti dal sistema di controllo. L'applicazione dei freni, la variazione del carburante nel motore e la disposizione del sistema di sospensione vengono eseguite con l'aiuto degli attuatori. Le informazioni elettriche ottenute dal sistema di controllo vengono convertite in funzionamento meccanico tramite attuatori. Le funzioni degli attuatori e dei sensori sono controllate dal campo magnetico dei magneti al samario-cobalto e dei magneti in ferrite. Il controllo del carburante, il freno e il meccanismo di sterzo sono regolati dai sensori magnetici e dagli attuatori.

I magneti sono componenti principali dei sistemi dei veicoli e la selezione adatta di questi magneti per operazioni specifiche si basa sulle caratteristiche e considerazioni specifiche. L'eccezionale forza magnetica dei magneti al neodimio in terre rare ha reso questi magneti molto importanti per le funzioni di frenata (rigenerativa) e motore dei veicoli. I magneti in ferrite sono magneti affidabili ed economici, per cui sono molto adatti per gli accessori di potenza dei veicoli. I magneti SmCo hanno una stabilità termica ideale per questo motivo, vengono utilizzati in condizioni o ambienti ad alta temperatura. Gli altri magneti hanno una stabilità termica inferiore rispetto ai magneti SmCo. Le caratteristiche dei diversi magneti utilizzati per i veicoli sono descritte in questo articolo. L'importanza dei magneti per l'industria automobilistica sta aumentando grazie al progresso della tecnologia. I veicoli stanno diventando affidabili, efficienti e innovativi con il progresso della tecnologia.