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永磁材料的应用讲议 完全免费 - 图文

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● 内禀退磁曲线的矩形度

HK/HcJ越大,磁性能越稳定。

HK(单位:A/m)为内禀退磁 曲线上当Bi= 0.9Br时所对应退磁

磁场强度值。

HK应为稀土永磁材料必测参数之一。

3.永磁材料的主要参数

永磁材料磁滞回线的形状和特征,可用若干参数来表示。

在工程应用中,就是根据这些参数在数量上的差异进行分类,并决定 他们的用途,它们也是永磁磁路设计中的主要依据。

● 饱和磁场强度 Hm

● 剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc

● 磁导率和回复曲线 ● 磁能积和最大磁能积

(一)饱和磁场强度 Hm

在磁钢磁化过程中,使其磁感应强度B 达到饱和值Bm 的磁场强度称为饱和磁场强

度Hm 。

应当特别指出,磁钢充磁时应完全磁化,即充磁磁场强度H 应达到Hm 值,才能得到最大可能磁化的去磁曲线。这样的去磁曲线最稳定,显示出该材料的最

优磁性能。若充磁磁场强度H 值低于Hm ,则将有不同形状的磁滞曲线。它们的去磁曲线,显得不够稳定,磁钢所表示出的磁性能也低,因而不能充分利用该磁性材料。由此可见,在制造永磁电机时,应知道所用磁性材料的Hm 值,在充磁过程中务必达到甚至超过它。

(二)剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc

(1) 剩余磁感应强度Br

● 磁滞回线与纵坐标的交点,即去磁曲线 的起始点b 点的B值,叫做剩余磁感应强度,用Br 来表示。

它是永久磁钢两端磁路的磁阻可以忽略 的条件下充磁后,外加磁场消失,并在理想 短路条件下存在于磁钢中的磁感应强度值。

(2) 剩余磁感应强度Br

●在负向外加磁场的作用下,磁钢中的磁感 应强度B 随着去磁磁场增大而减小。使磁钢 中的磁感应强度B达到零所需的去磁磁场强度,成为磁感应矫顽力Hc(简称矫顽力),如图中 的c 点。

(三)磁导率和回复曲线

(1)磁导率

即任意一点上的 ● 起始磁化曲线和磁滞回线上的任意一点的斜率,

B和H的增量之比,叫做磁导率。它随运行点的不同而变化。

软磁材料的磁导率很大,而永磁材料的磁导率很小。 注:软磁材料 和 硬磁(永磁)材料

按照磁滞回线形状的不同,铁磁材料可分软磁材料和 硬磁(永磁)材料两大类。

(a)软磁材料 (b)硬磁材料

软磁材料和硬磁材料的磁滞回线

① 软磁材料

软磁材料的磁滞回线窄、剩磁Br和矫顽力Hc都小,

如上图所示。

由于软磁材料的磁导率较高,适用于制造电机和变压器 的铁心。

常用的软磁材料有铸铁、电工用热轧硅钢薄板 (GB5212-85)、冷轧电工钢带(片)(GB2521-88)、家用电 器用热轧硅钢薄钢板、软磁合金带、电工用纯铁棒等。 ② 硬磁(永磁)材料

硬磁(永磁)材料的磁滞回线宽、剩磁Br和矫顽力Hc

都大,如上图所示。

由于剩磁Br大,硬磁材料可用以制作永久磁铁,故亦

称永磁材料。

通常,剩磁Br、矫顽力Hc和磁能积(BH)max是表征

永磁材料磁性能的三项指标。

硬磁(永磁)材料有磁滞合金冷轧带(GBn171-82)、 铁钴钒永磁合金(GBn172-82)、铁钴钼磁滞合金热轧棒材 (GBn173-82)、铸造铝镍钴和粉末烧结铝镍钴永磁合金 (GB4753-84)、烧结和粘结永磁铁氧体材料 (SJ/T10410-93)等。

此外,作为在电机中使用的硬磁材料还有稀土永磁材 料,如钐钴、钐镨钴、钕铁硼、稀土钴等。

● 一般说来,剩余磁感应强调Br与矫顽力Hc 之比愈小,磁导率就

愈小。

● 对于永磁体,通常所关心的是起始磁导率、最大磁导率和

可逆磁导率这三个物理量。

(2)回复线

永磁电机永磁电机运行时作用于永磁体的 退磁磁场强度是反复变化的。当对已充磁的永 磁体施加退磁磁场强度时,磁感应强度沿右图 中的退磁曲线BrP下降。如果在下降到P点时

外加退磁磁场强度HP消除,则磁感应强度并不 沿退磁曲线回复,而是沿另一曲线PBR上升。 若再施加退磁磁场强度,则磁感应强度沿新的 曲线RB′P下降。如此多次反复后形成一个局部 的小回线,称为局部磁滞回线。

由于该回线的上升曲线与下降曲线很接近, 可以近似地用一条直线 PR 来代替,称为 回复线。P点为回复线的起始点。 回复线的斜率称为可逆磁导率。 各种永磁材料的可逆磁导率是各不相同的, 材料的矫顽力Hc愈高,可逆磁导率就愈小。 如果以后施加的退磁磁场强度HQ不超过第 一次的值HP,则磁感应强度沿回复线PR 作可逆 变化。如果HQ>HP,则磁感应强度下降到新的 起始点Q,沿新的回复线QS 变化,不能再沿原 来的回复线 PR变化。这种磁感应强度的不可逆 变化将造成电机性能的不稳定,也增加了永磁电 机电磁设计计算的复杂性,因而应该力求避免发 生。

有的永磁材料,如部分铁氧体永磁的退磁曲线的 上半部分为直线,当退磁磁场强度超过一定值后,退 磁曲线就急剧下降,开始拐弯的点称为拐点。当退磁 磁场强度不超过拐点K时,回复线与退磁曲线的直线 段重合。当退磁磁场强度超过拐点K时,回复线 PR 就不再与退磁曲线重合了。

(四)磁能积和最大磁能积

●永磁体的去(退)磁曲线上任一点的磁通密度B与磁场强度H的乘积

BH称为磁能积。其大小与该永磁体在给定工作状态下所具有的磁能

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●内禀退磁曲线的矩形度HK/HcJ越大,磁性能越稳定。HK(单位:A/m)为内禀退磁曲线上当Bi=0.9Br时所对应退磁磁场强度值。HK应为稀土永磁材料必测参数之一。3.永磁材料的主要参数永磁材料磁滞回线的形状和特征,可用若干参数来表示。在工程应用中,就
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