永磁同步電機之磁材料的性能和選用

    永磁電機的性能、設計制造特點和應用范圍都與永磁材料的性能密切相關。永磁材料種類眾多，性能差別很大，只有全面了解后才能做到設計合理．使用得當。因此，本書在研究水磁電機之前，首先從設計制造電機的需要出發(fā)，扼要介紹電機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，也扼要介紹選用時的注意事項。本書所有內(nèi)容和計算公式的單位全部采用法定計量單位。考慮到部分工廠仍習慣使用非法定單位，故在必要時用括號或注的方式列出相應的公式和數(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雜，需要用多項參數(shù)來表示。

1 . 1退磁曲線

   與其他磁性材料一樣，永磁材料首先用磁滯回線來反映和描繪其磁化過程的特點和磁特性，即用B一f ( H）曲線來表示永磁體的磁感應強度B隨磁場強度11改變的特性，如圖2 -1所示。該回線包含的面積隨最大充磁磁場強度H的大小而變，H“越大，回線面積就越大。當H，。達到或超過飽和磁場強度從時，回線面積漸近地達到一個最大值，而且磁性能最為穩(wěn)定。面積最大的回線被稱為飽和磁滯回線，并常簡稱為磁滯回線。磁滯回線在第二象限的部分稱為退磁曲線，它是水磁材料的基本特性曲線。退磁曲線中磁感應強度召，為正值而磁場強度H ,為負值。這說明永磁材料中磁感應強度B．與磁場強度“，的方向相反，磁通經(jīng)過永磁體時，沿磁通方向的磁位差不是降落而是升高。這就是說，水磁體是一個磁源，類似于電路中的電源。退磁曲線的磁場強度H，為負值還表明，此時作用于永磁體的是退磁磁場強度．退磁磁場強度｝H .｝越大，永磁體的磁感應強度就越小。為表述方便起見，本書以后都取H的絕對值，或者說，把H軸的正方向改變，負軸改為正軸。

退磁曲線的兩個極限位置是表征水磁材料磁性能的兩個重要參數(shù)。退磁曲線上磁場強度11為零時相應的磁感應強度值稱為剩余磁感應強度，又稱剩余磁通密度，簡稱剩磁密度，符號為B，單位為T（特斯拉）（工廠習用單位為Gs或G（高斯）, IGs ? 10 "T）退磁曲線上磁感應強度B為零時相應的磁場強度值稱為磁感應強度矯頑力，簡稱矯頑力，符號為從，或BH，常簡寫為H，單位為A / m（安／米）（工廠習用單位為Oe（奧斯特）, IOe一1000 /( 4兀）A / m一79 . 577A / m堯SOA / m）。我們知道，在國際單位制中，磁場能量密度叭～B月／2 。 。因此，退磁曲線上任一點的磁通密度與磁場強度的乘積被稱為磁能積，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1和2的磁能積（B11 )與B的關系曲線3和4，即磁能積曲線。在退磁曲線的二個極限位置（B一B , H一0）和（B一。，H ? H '）磁能積為零。在中間某個位置上磁能積為最大值，稱為最大磁能積，符號為（刀襯）．二，單位為J / m ,（焦耳／米3 )（工廠習用單位為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)。對于退磁曲線為直線的永磁材料，顯然在（盡／2 , H ' / 2）處磁能積最大，為。