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2013-07-17
永磁同步電機之回復線
退磁曲線所表示的磁通密度與磁場強度間的關系,只有在磁場強度單方向變化時才存在。實際上,永磁電機運行時受到作用的退磁磁場強度是反復變化的。當對已充磁的永磁體施加退磁磁場強度時,磁通密度沿圖2一3a中的退磁曲線B.尸下降。如果在下降到P點時消去外加退磁磁場強度H ,,則磁密并不沿退磁曲線回復,而是鉛另一曲線PBR上升。若再施加退磁磁場強度,則磁密沿新的曲線R君P下降。如此多次反復后形成一個局部的小回線,稱為局部磁滯回線。由于該回線的上升曲線與下降曲線很接近,可以近似地用一條直線)頂來代替,稱為回復線。尸點為回復線的起始氨。如果以后施加的退磁磁場強度HQ不超過第一次的值11 ,,則磁密沿回復線萬天作可逆變化。如果11 。>H ,,則磁密下降到新的起始點Q,沿新的回復線Q虧變化,不能再沿原來的回復線變化。這種磁密的不可逆變化將造成電機性能的不穩(wěn)定,也增加了永磁電機電磁設計計算的復雜性,因而應該力求避免發(fā)生。
當退磁曲線為曲線時,拜的值與起始點的位置有關,是個變數(shù)。但通常清況下變化很小,可以近似認為是一個常數(shù),且近似等于退磁曲線上(B,。)處切線的斜率值。換句話說,各點的回復線可近似認為是一組平行線,它們都與退磁曲線上(B , 0)處的切線相平行。利用這一近似特性,在實際工作中求取不同工作溫度、不同工作狀態(tài)的回復線就方便得多。有的永磁材料,如部分鐵氧體永磁的退磁曲線的上半部分為。
1.內(nèi)察退磁曲線
退磁曲線和回復線表征的是永磁材料對外呈現(xiàn)的磁感應強度刀與磁場強度H之間的關系。還需要另一種表征永磁材料內(nèi)在磁性能的曲線。由鐵磁學理論可知,在真空中磁感應強度與磁場強度間的關系為。
2.穩(wěn)定性
為了保證永磁電機的電氣性能不發(fā)生變化,能長期可靠地運行,要求永磁材料的磁性能保待穩(wěn)定.通常用永磁材料的磁性能隨環(huán)境、溫度和時間的變化率來表示其穩(wěn)定性,主要包括熱穩(wěn)定性、磁穩(wěn)定勝、化學穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性。
3.熱穩(wěn)定性
熱穩(wěn)定性是指永磁體由所處環(huán)境溫度的改變而引起磁性能變化的程度,故又稱溫度穩(wěn)定勝,如圖Z一5所示。當水磁體的環(huán)境溫度從t 。升至tl時,磁密從B 。降為BI,當溫度從tl回到九時,磁密回升至尸。,而不是B 。;以后溫度在t 。和t,間變化,則磁密在刀。和B.間變化.從圖25可以看出,磁性能的損失可以分為兩部分:
1.可逆損失這部分損失是不可的。各種永磁材料的剩余磁感應強度隨溫度可逆變化的程度可用溫度系數(shù)際以%表示,單位為K一,。
2.不可逆損失溫度恢復后磁性能不能回復到原有值的部分,稱為不可逆損失,通常以其損失率IL ( %)表示。142磁穩(wěn)定性磁穩(wěn)定性表示在外磁場干擾下永磁材料磁性能變化的大小。理論分析和實踐證明,一種永磁材料的內(nèi)察矯頑力H ‘越大,內(nèi)察退磁曲線的矩形度越好(或者說IIK越大),則這種水磁材料的磁穩(wěn)定險越高,即抗外磁場干擾能力越強。當從1和HK大干某定值后,退磁曲線全部為直線,而且回復線與退磁曲線相重合,在外施退磁磁場強度作用下,永磁體的工作點在回復線上來回變化,不會造成不可逆退磁。
4.化學穩(wěn)定性
受酸、堿、氧氣和氫氣等化學因素的作用,永磁材料內(nèi)部或表面化學結構會發(fā)生變化,將嚴重影響材料的磁性能。例如欽鐵硼水磁的成分中大部分是鐵和欽,容易氧化,故在生產(chǎn)過程中需采取各種工藝措施來防止氧化,要盡力提高永磁體的密度以減少殘留氣隙來提高其抗腐蝕能力,同時要在成品表面涂敷保護層,如鍍鋅、鍍鎳、電泳等
4.1時間穩(wěn)定性
水磁材料充磁以后在通常的環(huán)境條件下,即使不受周圍環(huán)境或其他外界因素的影響,其磁性能也會隨時間而變化,通常以一定尺寸形狀的樣品的開路磁通隨時間損失的百分比來表示,叫做時間穩(wěn)定性,或叫自然時效。研究表明,它與材料的內(nèi)察矯頑力H ‘湘永磁體的尺寸比L / D有關。對水磁材料而言,隨時間的磁通損失與所經(jīng)歷時間的對數(shù)基本上成線性關系,因此可以從較短時間的磁通損失來推算出長時間的磁通損失,從而判斷出水磁體的使用壽命。下面分別介紹電機中最常用的三種主要永磁材料的基本性能.