浅谈永磁材料和永磁电机
摘 要:本文分析了永磁材料的常见类型,剖析了永磁材料的基本性能,解析了永磁电机的显著特征,并结合笔者多年相关工作经验,提出了永磁电机设计过程中需要注意的几点问题。希望能为提升永磁材料在永磁电机中的应用效率,促进永磁电机可持续发展贡献一份力量。
关键词:永磁材料;永磁电机;分析
0 前言
改革开放以来,社会经济不断发展,科学技术日新月异,永磁材料技术也取得了突飞猛进的发展,特别是第一、二、三代稀土永磁材料的相继出现,以及其价格的降低为永磁材料在电机中的广泛运用创造了有利条件,为永磁电机的健康、快速发展奠定了坚实的基础。
1 永磁材料的常见类型与性能
1.1 常见类型
永磁材料的常见类型主要有:第一,铝镍钴。流行于20世纪80年代,具有温度稳定性强、耐高温等显著特征;第二,钐钴。起源于20时间60年代,具有超强的稳定性,其磁性能十分适合电机制造。但由于价格较高,多被用于高科技领域挡住;第三,铁氧体。价格较低,被广泛应用于对体积、性能要求较低的电机当中。比如:家用电器电机、玩具用品电机等;第四,钕铁硼。属于第三代永磁材料,具有性能强、热稳定性差、易锈蚀等特征。因此,表面防护措施必不可少。近年来,钕铁硼材料凭借其其价格低廉的独特优势,被越来越广泛应用到工业、民用电机中。
1.2 基本性能
永磁材料基本性能主要包括以下几点:第一,剩磁感应强度。剩磁感应强度与电机气隙磁密的高低具有十分紧密的关系。一般情况下,磁感应强度值与气隙磁密值成正比例关系。当反电势系数、磁感应强度值、气隙磁密值、转矩常数达到最佳值时,电机的磁负荷与电负荷处于最优关系中,电机效率达到最高峰值;第二,最大磁能积BHmax。BHmax是指永磁材料能够向外提供磁场能量的最高值,同永磁材料的使用量密切相关。其值越大,代表永磁材料磁场能量越大,那么在功率相同的时候,所需要的永磁材料越少;第三,内禀矫顽力Hci。Hci是指剩余磁化轻度M为0时,永磁材料的磁场强度值。Hci与永磁电机的工作并没有直接关系,但却能够体现永磁材料抗去与拥有磁场的能力。与此同时,它还与永磁材料温度稳定性具有紧密联系。Hci值越大,永磁材料工作温度越高;第四,温度系数。温度系数主要分成:矫顽力温度系数与剩磁感应温度系数两类。温度系数与电机性能关系密切,温度系数越高,则代表电机从冷态过渡到热态的指标变化幅度越大;第五,磁感应矫顽力Hcb。该指...
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