同步電機(jī)之關(guān)于永磁材料的穩(wěn)定性

    為了保證永磁電機(jī)在運(yùn)行時(shí)性能不發(fā)生變化，就要求永磁材料性能保持穩(wěn)定，材料的穩(wěn)定性主要包括以下幾個(gè)方面：

1．永磁材料的溫度穩(wěn)定性

永磁材料的溫度穩(wěn)定性是指永磁體隨環(huán)境溫度的變化引起磁性能的變化，也稱為熱穩(wěn)定性。常用溫度系數(shù)定量表示，通常把環(huán)境溫度變化1 ℃所引起磁性能變化的百分比稱為永磁材料的溫度系數(shù)，用％／℃表示，通過應(yīng)用剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度的溫度系數(shù)與r及矯頑力溫度系數(shù)嘶。，矯頑力溫度系數(shù)是用內(nèi)察矯頑力來表征。一般磁性材料手冊都給出了溫度為t 。時(shí)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度和溫度為t，時(shí)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，以供設(shè)計(jì)工作者查詢。

2．永磁材料的時(shí)間穩(wěn)定性

永磁材料充磁后，在通常環(huán)境下，即使不受實(shí)地條件影響，其磁性能也會(huì)隨時(shí)間變化而變化，通常以一定形狀的樣品在開始時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間損失的百分比來表示，叫做時(shí)間穩(wěn)定性。對永磁材料而言，隨時(shí)間的磁感應(yīng)強(qiáng)度的損失與經(jīng)歷時(shí)間對數(shù)成線性關(guān)系，因此可以用從較短時(shí)間的磁感應(yīng)強(qiáng)度的損失來推算出長時(shí)間磁感應(yīng)強(qiáng)度的損失，進(jìn)而可判斷出永磁體的使用壽命。

3．永磁材料的化學(xué)穩(wěn)定性

受到化學(xué)因素的作用，永磁材料表面和內(nèi)部都要發(fā)生變化。例如鉸鐵硼中的鐵和鉸都容易發(fā)生氧化，故這些材料在生產(chǎn)過程中要采取一定措施來防止氧化，要盡力提高永磁體的密度來減少殘留氣隙，從而提高抗腐蝕能力；同時(shí)要在成品表面涂保護(hù)層，如鍍鋅、鍍鎳、電泳等措施，不同永磁材料抗化學(xué)腐蝕性能力不同，其中欽鐵硼材料抗腐蝕性能力差，這正是磁學(xué)工作者努力研究的方向。

2 . 2永磁材料的種類

永磁材料種類很多，分類方法也很多，下面按永磁材料制造廠常用的分類方法將在永磁電機(jī)中，常用的永磁材料分為鐵氧體永磁材料、鋁鎳鉆永磁材料及稀土永磁材料，并分別加以敘述。

2 . 2 . 1鐵氧體永磁材料

鐵氧體永磁材料屬于非金屬永磁材料，目前在永磁電機(jī)中常用鋇鐵氧體( Bao · 6FeZo3）和銘鐵氧體（SrO · 6FeZO3 )，銀鐵氧體H 。值略高于鋇鐵氧體，圖24給出了幾種惚鐵氧體的去磁曲線。

    鐵氧體不含貴金屬而價(jià)格低廉，制造工藝簡單，退磁曲線很大部分接近于直線，即回復(fù)直線與退磁曲線基本重合。使用時(shí)不需要進(jìn)行穩(wěn)磁處理，因而在小功率永磁電機(jī)中應(yīng)用最廣。但鐵氧體最大缺點(diǎn)是剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度低，最大磁能積小，因而在設(shè)計(jì)時(shí)使用材料較多，電機(jī)體積大。其次，其剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度溫度系數(shù)a 。 r和矯頑力溫度系數(shù)嘶c大，特別應(yīng)指出的是，嘶。為正值，即矯頑力隨溫度升高而增大，隨溫度下降而減小，所以是需要進(jìn)行低溫時(shí)最大去磁工作點(diǎn)的核算，以防止在低溫時(shí)產(chǎn)生不可逆退磁現(xiàn)象。再有，鐵氧體永磁材料硬脆，可加工性差，只能用軟質(zhì)砂輪進(jìn)行磨削加工。表2一1和表2一2分別給出了我國一些廠家生產(chǎn)的鐵氧體永磁材料的牌號及性能，可供選用時(shí)參考。

2 . 2 . 2鋁鎳鉆永磁材料

鋁鎳鉆（AINIC 。）永磁材料是于20世紀(jì)30年代研制成功的，由于它的磁性能好、溫度系數(shù)小，因而取得廣泛應(yīng)用。 60年代以后，隨著鐵氧體永磁材料與稀土永磁材料相繼問世，鋁鎳鉆永磁材料逐步被取代，所占比重逐步下降。按制造工藝不同，鋁鎳鉆永磁材料可分為鑄造成型和粉末燒結(jié)成型兩種，鑄造成型磁性能好，粉末燒結(jié)成型工藝簡單，在永磁電機(jī)中常用的是鑄造成型。圖2一5中給出了鋁鎳鉆永磁材料的退磁曲線，這種材料剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度最高可達(dá)1 . 35T，且溫度系數(shù)小，目前仍被廣泛應(yīng)用在高精度的儀器儀表的永磁電動(dòng)機(jī)中。

但是鋁鎳鉆永磁材料也有它的缺點(diǎn)，首先鋁鎳鉆永磁材料矯＿尹頑力低，為了避免造成不可逆退磁和磁通分布畸形，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要合理選擇工作點(diǎn)，在使用時(shí)避免和鐵磁性物質(zhì)接觸。其次，它的退磁曲線成非線性，因而和回復(fù)曲線不重合，在設(shè)計(jì)時(shí)除合理設(shè)計(jì)工作點(diǎn)外，還必須對永磁材料進(jìn)行穩(wěn)磁處理，即事先人工預(yù)加可能發(fā)生的最大去磁效應(yīng)，人為地決定回復(fù)曲線起始點(diǎn)P的位置使永磁電機(jī)在規(guī)定或預(yù)期的運(yùn)行狀態(tài)下。再次，鋁鎳鉆永磁材料質(zhì)地硬脆，可加工性差，即加工成型比較困難。表2一3和表24分別給出國產(chǎn)鋁鎳鉆永磁材料的牌號與性能，可供選用時(shí)參考。