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老张谈电机:NO.8永磁材料(二)

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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TcTc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%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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