永磁同步電機之磁材料的選擇和應(yīng)用注意事項

    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)計永磁電機時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)能保證電機氣隙中有足夠大的氣隙磁場和規(guī)定的電機性能指標(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）有良好的機械性能，以方便加工和裝配。

4）經(jīng)濟性要好，價格適宜。

根據(jù)現(xiàn)有永磁材料的性能和電機的性能要求，一般說來．

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

2）對于性能和可靠注要求很高而價格不是主要因素的場合，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)用場合將有所縮小，主要用于在高溫情況下使用和退磁磁場大的場合．

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

4）在工作溫度超過300 ℃的場合或?qū)�溫度穩(wěn)定性要求嚴(yán)的場合，如各種測量儀器用電機．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)雜的場合，優(yōu)先采用粘結(jié)永磁材料。具體選用時，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

在應(yīng)用時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。同一種牌號的永磁材料，不同工廠或同一工廠不同批號之間都會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）的測試性能為依據(jù)的，對于電機中實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)之間也會存在一定的差別。

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

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

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在運行過程中性能穩(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)計最高工作溫度并保溫一定時間（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。