昨天的内容可能对大家比较生涩,老张也尽力把重点画出来。重点的内容主要是会影响电机设计和使用方面的核心。今天的内容相对来说会比较好理解,而且都是老张作为电机工程师比较重视的几点,基本上通过这些性能,在通过电机的表现,可以进行下一步的优化。
【回复磁导率】
之前老张反复有提到过,当永磁体处于外加磁场中时,工作点为A。然而当去掉外磁场时,工作点不是沿着退磁曲线变化,而是到一条新的位置A’。如果循环地改变外磁场,得到一个局部磁滞回线,由于区域很小,一般可以用一条直线代替,这个便称为回复线,回复线的斜率就是回复磁导率。
划重点:不同的永磁材料有不同的回复磁导率。即使是同一材料,退磁曲线上的不同点的回复磁导率也有差别,不过一般认为回复磁导率为一个固定的常数。
【温度系数】
永磁体通常工作在电磁装置内。在永磁体允许的工作范围内其所处环境温度每变化1°C,剩余磁感应强度变化的百分比称为剩磁温度系数,矫顽力变化的百分比称为矫顽力温度系数。
划重点:温度系数可以表示永磁材料的温度稳定性。
【居里温度】
首先要清楚的是,磁性材料并不是在任何温度下都有磁性的,存在一个临界点Tc。Tc以上,材料表现出无磁性,Tc以下,材料表现出磁性。原因是因为温度的变化会导致原子剧烈运动,从而导致原子磁矩的排序变为混乱无序。因为是居里夫人首先发现这一现象,所以称之为居里温度。
划重点:居里温度实际上是将铁磁材料转化为顺磁体的温度。同样的,Tc越高,可以表示为永磁材料的热稳定性一般相对较好。
【最高工作温度】
将规定尺寸的永磁材料样品加热到某一特定温度,保持一定时间,然后冷却到室温,其开路磁通不可逆损失小于5%的最高保温温度,我们称之为是该永磁材料的最高工作温度。
划重点:永磁材料的最高工作温度与居里温度紧密相关,一般Tc越高,最高工作温度就越高。
【退磁曲线拐点】
部分铁磁材料的上半部退磁曲线为直线,例如铁氧体。部分铁磁材料在室温下的下半部退磁曲线是直线,例如铝铁硼。但是当温度升高到一定程度后,退磁曲线下部分会出现弯曲。这种退磁曲线上明显发生弯曲的点成为拐点。
划重点:如果永磁体工作点在拐点以下,会产生磁性能的不可逆损失。
【临界场强】
当内禀退磁曲线上Bi=0.9Br所对应的磁场强度成为临界场强,一般用Hk表示。
划重点:Hk越大,意味着内禀退磁曲线的矩形度越好,磁性能越稳定。
【各向同性与各向异性】
在永磁体成形过程中,往往对其施加外磁场,使其磁畴的易磁化方向都沿同一方向,这样得到的永磁体就是各向异性永磁体。反之,则是各向同性永磁体。对于各向同性永磁体,在任一方向上充磁都可以得到相同的性能。对于各向异性永磁体,存在一个能获得最佳磁性能的充磁方向。
划重点:要充分利用永磁体,充磁方向必须与取向相同。
终于,把磁体的各项重要性能参数讲完了。大家基本上也可以理解,老张的角度从一开始的公式计算,生涩的内容逐渐转向了实用的应用层面的结论。下篇,老张会针对永磁体的各项稳定性进行一个讲解。了解永磁体的稳定性,也可以从某个侧面了解到电机的稳定性。
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