永磁同步電機(jī)之磁材料的性能和選用

    永磁電機(jī)的性能、設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)和應(yīng)用范圍都與永磁材料的性能密切相關(guān)。永磁材料種類(lèi)眾多，性能差別很大，只有全面了解后才能做到設(shè)計(jì)合理．使用得當(dāng)。因此，本書(shū)在研究水磁電機(jī)之前，首先從設(shè)計(jì)制造電機(jī)的需要出發(fā)，扼要介紹電機(jī)中最常用的三種主要水磁材料的基本性能，包括磁性能、物理性能。另外，也扼要介紹選用時(shí)的注意事項(xiàng)。本書(shū)所有內(nèi)容和計(jì)算公式的單位全部采用法定計(jì)量單位?？紤]到部分工廠(chǎng)仍習(xí)慣使用非法定單位，故在必要時(shí)用括號(hào)或注的方式列出相應(yīng)的公式和數(shù)值，以供參考

1永磁材料磁性能的主要參數(shù)

永磁材料的磁性能比較復(fù)雜，需要用多項(xiàng)參數(shù)來(lái)表示。

1 . 1退磁曲線(xiàn)

   與其他磁性材料一樣，永磁材料首先用磁滯回線(xiàn)來(lái)反映和描繪其磁化過(guò)程的特點(diǎn)和磁特性，即用B一f ( H）曲線(xiàn)來(lái)表示永磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨磁場(chǎng)強(qiáng)度11改變的特性，如圖2 -1所示。該回線(xiàn)包含的面積隨最大充磁磁場(chǎng)強(qiáng)度H的大小而變，H“越大，回線(xiàn)面積就越大。當(dāng)H，。達(dá)到或超過(guò)飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度從時(shí)，回線(xiàn)面積漸近地達(dá)到一個(gè)最大值，而且磁性能最為穩(wěn)定。面積最大的回線(xiàn)被稱(chēng)為飽和磁滯回線(xiàn)，并常簡(jiǎn)稱(chēng)為磁滯回線(xiàn)。磁滯回線(xiàn)在第二象限的部分稱(chēng)為退磁曲線(xiàn)，它是水磁材料的基本特性曲線(xiàn)。退磁曲線(xiàn)中磁感應(yīng)強(qiáng)度召，為正值而磁場(chǎng)強(qiáng)度H ,為負(fù)值。這說(shuō)明永磁材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B．與磁場(chǎng)強(qiáng)度“，的方向相反，磁通經(jīng)過(guò)永磁體時(shí)，沿磁通方向的磁位差不是降落而是升高。這就是說(shuō)，水磁體是一個(gè)磁源，類(lèi)似于電路中的電源。退磁曲線(xiàn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H，為負(fù)值還表明，此時(shí)作用于永磁體的是退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度．退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度｝H .｝越大，永磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度就越小。為表述方便起見(jiàn)，本書(shū)以后都取H的絕對(duì)值，或者說(shuō)，把H軸的正方向改變，負(fù)軸改為正軸。

退磁曲線(xiàn)的兩個(gè)極限位置是表征水磁材料磁性能的兩個(gè)重要參數(shù)。退磁曲線(xiàn)上磁場(chǎng)強(qiáng)度11為零時(shí)相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度值稱(chēng)為剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，又稱(chēng)剩余磁通密度，簡(jiǎn)稱(chēng)剩磁密度，符號(hào)為B，單位為T(mén)（特斯拉）（工廠(chǎng)習(xí)用單位為Gs或G（高斯）, IGs ? 10 "T）退磁曲線(xiàn)上磁感應(yīng)強(qiáng)度B為零時(shí)相應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度值稱(chēng)為磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力，簡(jiǎn)稱(chēng)矯頑力，符號(hào)為從，或BH，常簡(jiǎn)寫(xiě)為H，單位為A / m（安／米）（工廠(chǎng)習(xí)用單位為Oe（奧斯特）, IOe一1000 /( 4兀）A / m一79 . 577A / m堯SOA / m）。我們知道，在國(guó)際單位制中，磁場(chǎng)能量密度叭～B月／2 。 。因此，退磁曲線(xiàn)上任一點(diǎn)的磁通密度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積被稱(chēng)為磁能積，它的大小與該永磁體在給定工作狀態(tài)下所具有的磁能密度成正比。圖2一2示出兩種不同形狀退磁曲線(xiàn)1和2的磁能積（B11 )與B的關(guān)系曲線(xiàn)3和4，即磁能積曲線(xiàn)。在退磁曲線(xiàn)的二個(gè)極限位置（B一B , H一0）和（B一。，H ? H '）磁能積為零。在中間某個(gè)位置上磁能積為最大值，稱(chēng)為最大磁能積，符號(hào)為（刀襯）．二，單位為J / m ,（焦耳／米3 )（工廠(chǎng)習(xí)用單位為G · Oe（高·奧）, IG ·( ) e = l / ( 40兀）J / rn3 = 7 . 9577X10 ' J / m3忽SXlo , J / m，或IMG ·Oe 、 skJ / m3 )，它也是表征永磁材料磁性能的重要參數(shù)。對(duì)于退磁曲線(xiàn)為直線(xiàn)的永磁材料，顯然在（盡／2 , H ' / 2）處磁能積最大，為。