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永磁同步電機(jī)之磁材料的選擇和應(yīng)用注意事項(xiàng)

    6 . 1永磁材料的選擇

永磁材料的種類多種多樣，性能相差很大，因此在設(shè)計(jì)永磁電機(jī)時(shí)首先要選擇好適宜的永磁材料品種和具體的性能指標(biāo)。歸納起來，選擇的原則為：

l）應(yīng)能保證電機(jī)氣隙中有足夠大的氣隙磁場(chǎng)和規(guī)定的電機(jī)性能指標(biāo)。

2）在規(guī)定的環(huán)境條件、工作溫度和使用條件下應(yīng)能保證磁性能的穩(wěn)定性。

3）有良好的機(jī)械性能，以方便加工和裝配。

4）經(jīng)濟(jì)性要好，價(jià)格適宜。

根據(jù)現(xiàn)有永磁材料的性能和電機(jī)的性能要求，一般說來．

1）隨著性能的不斷完善和相對(duì)價(jià)格的逐步降低，錢鐵硼永磁在電機(jī)中的應(yīng)用將越來越廣泛。不僅在部分應(yīng)用場(chǎng)合有可能取代其他永磁材料，還可能逐步取代部分傳統(tǒng)的電勵(lì)磁電機(jī)。

2）對(duì)于性能和可靠注要求很高而價(jià)格不是主要因素的場(chǎng)合，優(yōu)先選用高矯頑力的2 : 17型稀土鉆永磁。 1 : 5型稀土鉆水磁的應(yīng)用場(chǎng)合將有所縮小，主要用于在高溫情況下使用和退磁磁場(chǎng)大的場(chǎng)合．

3）對(duì)于性能要求一般，體積質(zhì)量限制不嚴(yán)，價(jià)格是考慮的主要因素，優(yōu)先采用價(jià)格低廉的鐵氧體永磁

4）在工作溫度超過300 ℃的場(chǎng)合或?qū)�溫度穩(wěn)定性要求嚴(yán)的場(chǎng)合，如各種測(cè)量儀器用電機(jī)．優(yōu)先采用溫度系數(shù)低的鋁鎳鉆永磁。鋁鎳鉆水磁在永磁材料總量中的比例將逐步下降。

5）在批量生產(chǎn)大且磁極形狀復(fù)雜的場(chǎng)合，優(yōu)先采用粘結(jié)永磁材料。具體選用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行多種方案的性能、工藝、成本的全面分析比較后確定。

6 .2應(yīng)用注意事項(xiàng)

在應(yīng)用時(shí)除前面提到的以外還應(yīng)注意，

1）本書提供的各種永磁材料磁性能，摘自國家標(biāo)準(zhǔn)或工廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的典型數(shù)據(jù)。應(yīng)該指出，永磁材料的實(shí)際磁性能與生產(chǎn)廠的具體制造工藝有關(guān)，其值與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)據(jù)之間往往存在一定的偏差。同一種牌號(hào)的永磁材料，不同工廠或同一工廠不同批號(hào)之間都會(huì)存在一定的磁性能差別。而且，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的性能數(shù)據(jù)是以特定形狀和尺寸的試樣（例如鉸鐵硼永磁的標(biāo)準(zhǔn)試樣為協(xié)10x7mm的圓柱）的測(cè)試性能為依據(jù)的，對(duì)于電機(jī)中實(shí)際采用的永磁體形狀和尺寸，其磁性能與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間也會(huì)存在一定的差別。

    另外，充磁機(jī)的容量大小和充磁方法都會(huì)影響永磁體磁化狀態(tài)的均勻性，影響磁性能。因此，為提高電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的準(zhǔn)確性，需要向生產(chǎn)廠家素取該批號(hào)的實(shí)際尺寸的永磁體在室溫和工作溫度下的實(shí)測(cè)退磁曲線，在有條件時(shí)最好能抽樣直接測(cè)量出退磁曲線，比較穩(wěn)妥。對(duì)于一致性要求高的電機(jī)，更需對(duì)永磁材料逐片進(jìn)行檢測(cè)。

2）永磁材料的磁睦能除與合金成分和制造工藝有關(guān)外，還與磁場(chǎng)熱處理工藝有關(guān)。所謂磁場(chǎng)熱處理，就是永磁材料在分解反應(yīng)過程中施加外加磁場(chǎng)。經(jīng)過磁場(chǎng)熱處理后，永磁材料的磁性能提高，而且?guī)в蟹较蛐裕�順磁�?chǎng)方向最大，垂直磁場(chǎng)方向最小，這叫做各向異性．對(duì)于沒有經(jīng)過磁場(chǎng)熱處理的永磁材料，磁性能沒有方向性，稱為各向同性。應(yīng)該注意，對(duì)于各向異性的永磁體，充磁時(shí)的磁場(chǎng)方向應(yīng)與磁場(chǎng)熱處理時(shí)的磁場(chǎng)方向一致，否則磁性能反而會(huì)有所降低

3）根據(jù)規(guī)定，水磁材料由室溫升到最高工作溫度并保溫一定時(shí)間后再冷卻到室溫，其開路磁通允許有不大于5％的不可逆損失。因此為了保證永磁電機(jī)在運(yùn)行過程中性能穩(wěn)定，不發(fā)生明顯的不可逆退磁，在使用前應(yīng)先進(jìn)行穩(wěn)磁處理（或叫老化處理），其辦法是將充磁后的永磁材料升溫至預(yù)計(jì)最高工作溫度并保溫一定時(shí)間（一般為2一4h )，以預(yù)先消除這部分不可逆損失。鐵氧體永磁則不同，由于它的矯頑力溫度系數(shù)為正值，溫度越低、矯頑力越小，故需進(jìn)行負(fù)溫穩(wěn)磁處理。其辦法是將充磁后的鐵氧體永磁放在低溫箱中，冷凍至使用環(huán)境的最低溫度（最好再低10 ℃左右）保溫2一4h 。需要指出的是，經(jīng)過高溫或負(fù)溫穩(wěn)磁處理后，不能再對(duì)永磁體充磁；如有必要再次充磁，則需重新進(jìn)行高溫和負(fù)溫穩(wěn)磁處理。