電磁石

電磁石は電気を搭載した磁石であり、制御可能な磁場を作成し、磁場の強度は、ワイヤの回転数、電流強度、コア材料などの主要な要因に依存します。電磁石は、モーター、発電機、発電機、電気機械的ソレノイド、リレー、スピーカー、ハードディスク、MRIおよびMRTマシン、磁気浮揚（MAGLEV）、科学機器、持ち上げ＆保持、磁気分離装置などの電気デバイスのコンポーネントとして広く使用されています。

説明

電磁石は通常、コア（固体またはラミネート）、コイル、ヨーク（オプション）、ハウジング、端子、回路コントローラー、電力源で構成され、中空の導体またはワイヤで作られたコイルを通る電流が流れると磁場が生成され始めます。作業原則は、電流と磁場の関係に依存し、磁場の強度は電流を調整することで制御できます。あなたは、電磁石を分類する多くの方法があることに注意するかもしれません。 1つの方法は、電源のタイプ、DC、AC、およびパルスパワーで分類することであり、別の方法は、コイルワイヤのタイプで分類することです。電磁石には大家族があります。

• √耐性電磁石
• √超伝導電磁石
• √ハイブリッド電磁石
• √ソレノイド電磁石
• √トロイダル電磁石
• √プランジャー電磁石
• √引き渡し電磁石
• √ロータリー電磁石

Fabmannは、数キログラムから数トンまでの重量の大きな電磁石を供給し、私たちのコイルは主に中空の導体、銅ストリップ、ワイヤー創傷コイルで作られています。私たちは、プロトタイプマグネットのカスタムデザインからボリューム生産に非常に焦点を当てており、最も洗練された磁石を処理することができます。高精度の電磁石を作るには、製造プロセス全体の優れた経験と詳細な知識が必要です。さらに、すべての重要なコンポーネントは、必要な耐性を維持するために独自の施設で製造されています。ファブマンは、プロトン療法、粒子加速度の研究と発達、核物理学、航空宇宙、核医学、その他の科学分野のための習慣的な電磁石の提供に取り組んでおり、カスタマイズされた電磁石には、RFQ、DTL、IHバンチャー、高周波真空、ギグル無ウサン、およびプロトンLINACが含まれます。

設計考慮事項

設計はアプリケーションによって駆動されるため、すべての側面を考慮し、ファブマンエンジニアリングチームは常に次のことに焦点を当てています。

• √コア透過性、それは電磁石によって生成される磁場の強度に影響するため、コア材料の重要な特性です。高い相対透過性材料コアがすべてのアプリケーションに適しているわけではないことは注目に値します。実際、非常に高い電流を持つ超伝導電磁石やパルスされた電磁石など、最も強力な電磁石は、鉄のコアを使用しません。
• √非線形性と飽和、それらは電磁石の挙動に影響を与える磁気材料の重要な特性です。磁気材料の非線形性は、変圧器やインダクタなどのデバイスで活用されており、磁気エネルギーの貯蔵と放出を可能にします。飽和は、磁気記録などのアプリケーションで使用され、磁気ドメインの形で情報を保存する方法を提供します。
• √残留場と緩和により、電磁石がより多くのエネルギーを必要として、その効率を低下させる可能性があります。また、磁気材料の非線形性によるエネルギー損失であるヒステリシス損失を引き起こす可能性があります。さらに、磁気記録や医療イメージングなどのアプリケーションで干渉を引き起こす可能性があります。残留フィールドは、データの読み書きや歪み画像を妨害したり、画像をゆがめたりする可能性があります。
• √鳴ると、振動にエネルギーが消散するため、消費電力が高くなり、リンギングによって生成される振動磁場は、近くの他の電子デバイスと干渉する可能性があります。高振幅リンギングは、コイル断熱材やスイッチングデバイスなど、電磁石のコンポーネントに損傷を与える可能性があります。さらに、エネルギーの損失と不安定性を引き起こすことにより、電磁石の全体的な効率を低下させる可能性があります。
• √磁気アニーリングは、鉄や鋼などの強磁性材料の磁気特性を改善する熱処理プロセスであり、プロセスは、材料をキュリーポイントの高温に加熱するように設計されており、そこで強磁性特性を失い、制御された磁場でゆっくりと冷却します。このプロセスは、材料内の磁気ドメインを整列させ、磁気特性が改善されます。
• √均一な磁場、均一な磁場は通常、磁束密度の振幅とベクトル方向が対象の量でほぼ同じであることを意味します。実際には、磁気設計エンジニアは、関心のあるボリュームの主要なフィールドコンポーネントの分布範囲（Cartesian座標系のBZ）を調べて、フィールドを評価する
• 均一。
• √効率、優れた電磁石設計は高効率を意味し、効率的な磁気設計の利点は多面的です。これには、線形領域の動作、磁気不変性の最小化、損失の最小化、磁束の均一な分布、パルス幅、振幅が含まれます
• √不安定性：磁気浮揚システムでは、残留場は、浮上したオブジェクトの安定性に影響を与える可能性があります。
• √動作する開口部、極の間の作業用エアギャップ。これには、ビームクリア領域の必要なサイズ、真空チャンバーの厚さ、および設置エアギャップが含まれる場合があります。
• √中心磁場強度
• √磁気長
• √磁石のビームクリア領域に必要な空間を指す有用なフィールド領域の範囲
• √磁石間の磁場の離散性。これは、各類似磁石間の積分磁場の根平均平方根偏差を指します
• √磁石の励起がDCであるか脈動するかどうかにかかわらず、磁石の動作状態
• √スペースサイズの制限
• √安全

カスタマイズされた電磁石

コンセプトとデザインは、堅実な経験にバックアップされている場合、社内のデザインチームは生産チームとラボテストの両方と高度に統合されており、引用をする前にモデルを検証する際の堅実な経験があります。この特別な能力により、設計の最初の段階から完成品まで、製造可能性、効率、再現性に関して現在の選択をすることができます。 Fabmannは、さまざまなトップノッチマテリアルサプライヤーと協力してカスタマイズされた電磁石を開発し、エンジニアとデザイナーは特定のアプリケーションのニーズに合わせたソリューションを作成できます。当社の製品エンジニアリングチームは、アプリケーションの需要を慎重に分析し、適切な材料、製造技術、組み立てソリューション、および検証テストプロセスを選択して、既製のオプションと比較して優れたパフォーマンス、効率、信頼性を実現します。私たちの使命は、正確な制御と最適化されたパフォーマンスが重要なアプリケーションを要求するために、高精度のカスタマイズされた電磁石を提供することです。私たちの電磁科メンバーは次のとおりです。

双極子電磁石

四重極電磁石

セクストゥポールマグネット

Octupole Magnet

ソレノイド電磁石

スキャンマグネット

矯正磁石

キッカーマグネット

セプタムエレトマグネット

ウィッグラーとウーデラート

カスタム電磁石

 

生産プロセス

電磁石の生産は非常に洗練された製造プロセスであり、ファブマンは、さまざまな種類の電磁石、コイル、RFQ、DTL、バンチャー、ウインド、ビームライン実験装置の端子を含む粒子加速度装置の研究、製造、および組み立てに専念しています。

生産機器

ファブマンはトップエレクトロマグネットスペシャリストと協力しており、次の生産施設を社内で持っています。

• √油圧スタンピングマシン
• √5軸加工センター、
• √3軸機械加工センター
• √CNC旋盤マシン
• √Argonアーク溶接機、ガスシールド溶接機、溶接ロボット
• √レーザーおよびプラズマ切断装置
• √中速ワイヤー切断機と高速ワイヤー切断機
• √真空ろう炉と水素シールドろう付け炉
• √真空鋳造炉
• √真空機
• √暖房および硬化炉
• √垂直および水平巻き機、3D巻線機、精密巻き機、超伝導巻線機
• √超音波洗浄機
• 66kWの冷却能力を持つ工業用ウォータークーラー

生産プロセス

電磁石は、電流を使用して磁場を生成するように設計されており、生産プロセスには少数のステップが含まれ、各ステップはサブステップで構成されています。サウンド生産を行うために、各電磁石は、洗練された生産プロセスと、コンポーネントと完全に組み立てられた製品の両方での包括的なテストを通過します。以下は、典型的な双極子または四重極磁石の生産プロセスです。

√設計と機能の要件を理解すると、エンジニアは材料選択の前にあなたの要件を完全に分析します。

√磁場強度、温度上昇、エアギャップ、公称抵抗、消費電力、最大瞬間的な出力、物理的寸法、体重などの技術的要件を定量化します。

√目的の磁場強度とサイズに基づく材料の調製。これにより、必要な材料の種類と量が決まります。この部分は良質の磁石を作るために重要であり、次の重要なコンポーネント素材を選択する方法を決定します。

• 1.コア材料は、磁場強度を高め、磁束を閉じ込め、抵抗を減らし、機械的支持を提供し、電磁石の熱を放散することができるため、鉄、鋼、またはその他の強磁性材料で作られなければなりません。したがって、適切なコア材料と設計を選択することは、目的のアプリケーションの電磁石のパフォーマンスと効率を最適化するために重要です。
• 2.寸法がコイルが処理できる電流の量を決定するため、ワイヤーゲージとタイプまたは中空の導体タイプと寸法は、ワイヤーの種類（銅、アルミニウムなど）が導電率、抵抗、熱放散に影響します。

√コイルの巻線と断熱材は、電磁石の基本的な成分であり、磁場の方向とフィールド強度の観点から磁場を生成および制御する責任があります。

√アセンブリ、コイルをコアに固定すると、コイルをコアにしっかりと取り付けて、動きを防ぎ、最適な磁場生成を確保する必要があります。さらに、コイルとコアを保護し、電磁石の使用と設置を促進するために、シェルのアセンブリが必要です。

√テストとキャリブレーション、磁場強度を測定し、目的の仕様を満たすことを確認します。このプロセスは、目的のすべての仕様が達成されるために重要であるため、断熱抵抗電圧抵抗、インダクタンス、温度上昇などの要因に特に注意を払う必要があります。

要約すると、電磁石の生産プロセスには、材料の選択、準備、アセンブリ、テストが含まれます。適切なプロセスフローと厳格な品質管理により、安定した性能と信頼性の高い品質を備えた電磁製品を実現できます。

テスト施設

• √ポイント測定機器
• √回転測定装置
• √DC電源を備えた垂直測定機
• √3座標測定機器
• √6軸3座標測定機
• √真空漏れ検出装置、ヘリウム質量分析計漏れ検出器
• √高周波テスト機器、ネットワークアナライザー
• √超音波欠陥検出器
• √磁性透過測定器
• √粗さ測定メーター
• √転換電圧テスター
• √巻線ターンツーターンインパルス電圧テスター
• √電力周波数電圧テスター

品質管理

電磁テストは、その機能が元の設計を満たしているかどうかを検証するための重要な制御プロセスです。生産には10以上の異なる生産ソリューションが含まれており、各生産プロセスが適格かどうかを確認するために関連するテストが必要です。電磁石の品質は、その磁気強度、性能、耐久性によって判断され、その間、電磁石の外観、コイルの品質、および電気性能によって判断されることも知っています。良好な電磁石は、広範なテスト負荷に耐える必要があり、磁気減衰や性能の低下を起こしやすいものではなく、電磁石の耐久性は、電磁石の材料組成と製造プロセスを調べることで予測できます。さらに、コアとコイルは重要なコンポーネントであるため、コアとコイルの徹底的なチェックは、電磁石の品質の評価の重要な部分です。

生産品質を検証するために、Fabmannは各カスタムメイドの電磁石の15種類以上のテストパラメーターを通過します。以下は、配信前に実行されるテストの要約です。

• √目視検査
• √次元チェック
• √導体抵抗検出
• √インターン短絡テスト
• √コイル前の中空導体の寸法、電気的および機械的チェック
• √水流測定
• √水圧ドロップテスト
• √絶縁抵抗チェック
• √電圧抵抗検出
• √インダクタンス測定
• √サーマルスイッチチェック
• √コアの温度上昇チェック
• √コイルの温度上昇チェック
• √磁気極性チェック
• √磁場検出
• √キーコンポーネント測定チェック（3つの座標測定）

目視検査

寸法チェック

電気抵抗テスト

電圧テストをターンします

中空導体の機械的テスト

水圧チェック

インダクタンスチェック

電圧抵抗テスト

サーマルスイッチチェック

磁気極性チェック

磁場検出

3つの座標測定

パルスはテストをターンします

断熱抵抗テスト

コアとコイルの温度上昇チェック

プロのプロジェクト管理

カスタム電磁石は、特別な専門分野を必要とする非常に厳しい製品であり、顧客の要件に従って設計および生産されるカスタム電磁石を専門としています。特別なサイズ、磁場、または力、より高い耐熱性が必要なときはいつでも、Fabmannは要件に応じて設計と製造を支援します。カスタマイズには、非常に包括的なパラメーターが必要です。

• √熱に影響を含む電力と保持力
• √ギャップ上の力（電磁石と強磁性ワークピースの間）
• √作業面への影響
• √熱と環境管理、巻線の抵抗のためのオーム加熱
• √顧客のアプリケーションに一致する特別な寸法
• √正確なフィールド、特別な磁気曲線
• √材料

ファブマンプロジェクト管理

当社のカスタム製造サービスには、次の手順が含まれています。

• √最初の相談、ファブマンは共同のアプローチを採用してチームと協力して、設計要件を完全に理解します。
• √設計とエンジニアリングは、目的のパフォーマンス基準に基づいて、最適な材料、製造可能性のための設計を選択し、設計の熱モデルを作成します。
• √シミュレーションと仕様の確認
• √生産設計の検証とコンピューターシミュレーションの完了に基づいて、エンジニアはプロジェクトリーダーと緊密に連携して生産計画を立て、生産は仕様に従って厳密に実行されます。
• √テストと品質チェック、包括的なテストとチェックは、生産の完了直後に実行され、磁場テスト、インダクタンス、抵抗、ヒポ、測定、熱試験をカバーします。
• √梱包と配信、当社の製品が長距離輸送に耐えることができるようにカスタムパッキングソリューションを提供します。

Fabmannは、お客様の正確な期待に応じて完全なプロジェクト管理サービスを提供しており、デザインから品質評価まですべてを処理します。