永磁材料及磁路基础资料.pptx

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1、（1）铁磁材料包括以下三种材料：软磁材料矫顽力小于100A/m作为导磁部件：定转子冲片等半硬磁材料矫顽力为100-1000A/m磁滞材料：磁滞电机的转子硬磁材料矫顽力大于1000A/m作为磁源：永磁材料1、永磁材料综述与扩展、永磁材料综述与扩展 第1页/共39页（2）永磁材料的发展20世纪30年代：铝镍钴永磁出现 最大磁能积达85kj/m3（10.7MG Oe）20世纪50年代：铁氧体永磁出现 最大磁能积达40kj/m3（4.1MG Oe）20世纪6080年代：稀土永磁出现 最大磁能积达431.3kj/m3（54.2MG Oe）第2页/共39页（3）稀土永磁材料的发展第一代稀土永磁：1:5型钐

2、钴永磁（RCo5）1967年美国教授发现 最大磁能积达199kj/m3（25MG Oe）第二代稀土永磁：2:17型钐钴永磁（R2Co17）1973年出现 最大磁能积达258.6kj/m3（32.5MG Oe）第三代稀土永磁：钕铁硼永磁（NdFeB)1983年日本住友公司和美国通用汽车公司发现 最大磁能积达431.3kj/m3（54.2MG Oe）第3页/共39页（4）稀土永磁材料的分类按成型方法：烧结稀土永磁 粘结稀土永磁按元素组成：钴基稀土永磁 铁基稀土永磁第4页/共39页（5）铁磁材料的磁化过程物质的磁化是由于其内部的分子电流转向后合成磁矩不等于零所致。n起始磁化曲线n磁化过程n磁滞回线第

3、5页/共39页（6）稀土永磁材料的退磁曲线第二象限的一段直线n磁化强度M表示物质的磁化程度。第6页/共39页（7）稀土永磁材料的特性剩余磁感应强度Br矫顽力Hc内禀矫顽力Hci最大磁能积（BH）max温度系数不可逆损失第7页/共39页（8）剩余磁感应强度Br饱和时，去掉外磁场时的磁感应强度Br愈大愈好第8页/共39页（9）矫顽力Hc饱和时，当磁感应强度降到零时所需要的反向磁场强度代表抗外磁场干扰的能力Hc愈大，磁体在磁化方向的厚度可以愈小第9页/共39页（10）最大磁能积（BH）max表示磁体向外磁路提供的磁场能量决定于三个因素：剩余磁感应强度Br矫顽力Hc形状系数（BH）max=Br Hc/

4、4第10页/共39页（11）内禀矫顽力Hci饱和时，当剩余磁化强度Mr降到零时所需要的反向磁场强度决定磁体的温度稳定性代表抗外磁场干扰的能力第11页/共39页内禀矫顽力Hci的物理意义退磁曲线上任一点的磁能积向外磁路提供的磁场能量内禀退磁曲线上任一点的磁能积内部储藏的磁场能量外磁场为Hc时，B=0，磁体不向外提供能量，但磁体本身仍有能量外磁场为Hci时，M=0，磁体被退磁，磁体完全无能量Hci真正代表磁体拥有磁场能量和抗外磁场的能力第12页/共39页（12）温度系数类别：剩磁感应强度温度系数Br矫顽力温度系数 Hc内禀矫顽力温度系数 Hci定义：温度变化1C时，性能可逆变化的百分比第13页/共

5、39页（13）不可逆损失类别：剩磁感应强度不可逆损失矫顽力不可逆损失内禀矫顽力不可逆损失定义：从室温开始，经加热（或冷却）再回到室温时磁性能变化的百分比第14页/共39页影响温度系数和不可逆损失的因素材料成分成型方法温度变化范围第15页/共39页（14）烧结钴基（稀土钴）、烧结铁基（钕铁硼）永磁体退磁曲线随温度变化Br=0.030.05%/C Hci=0.20.4%/C温度稳定性稍好烧结钴基永磁体退磁曲线随温度变化第16页/共39页烧结铁基永磁体退磁曲线随温度变化Br=0.080.13%/C Hci=0.50.65%/C温度稳定性较差第17页/共39页（15）第一、第二代烧结钴基稀土永磁的特点

6、高的磁特性直线退磁特性耐高温温度稳定性较好较脆，不能车、铣等机加工价格较贵第18页/共39页（16）烧结铁基稀土永磁的特点最高的磁特性直线退磁特性耐高温性稍差温度稳定性稍差较脆，不能车、铣等机加工易氧化价格较低第19页/共39页第20页/共39页（18）粘结铁基稀土NdFeB磁体永磁的特点工艺简单，适合批量生产成本较低可机加工良好的热和化学稳定性成型尺寸精度高直线退磁特性较低的磁特性第21页/共39页（19）粘结NdFeB磁体的磁特性及物理特性第22页/共39页2、永磁磁路及永磁磁路的基本定律磁路：磁通所经过的路径各类电机的磁路基本一致永磁电机磁路的构成永磁体：磁势源软磁材料：导磁部件气隙：能

7、量转换的主要空间（1）永磁磁路第23页/共39页磁路第一定理 通过任一闭合曲面S的磁通量等于零（2）永磁磁路的基本定律永磁磁路的基本定律同电励磁磁路的基本定律相同，包括：永磁磁路的基本定律同电励磁磁路的基本定律相同，包括：第24页/共39页磁路第二定理 任一闭合磁路中，各段磁压降的代数和总等于各段磁动势的代数和。第25页/共39页(3)磁路和电路的相似性和不同性第26页/共39页磁路和电路的不同之处：有绝缘材料，没有绝磁材料磁通路经难以约束漏磁修正磁路第一、第二定律磁路欧姆定律只适合线性铁磁材料没有磁断路现象第27页/共39页3、稀土永磁电机磁路的基本结构形式串联磁路和并联磁路径向励磁、切向励磁和轴向励磁拼块式结构混合励磁结构第28页/共39页径向励磁的串联磁路第29页/共39页模型模型空载场磁力空载场磁力线线径向励磁的串联磁路第30页/共39页第31页/共39页切向励磁的并联磁路第32页/共39页轴向励磁磁路第33页/共39页单永磁转子盘、单定子盘第34页/共39页中间定子盘、两端永磁转子盘第35页/共39页拼块励磁磁路第36页/共39页拼块励磁结构第37页/共39页混合励磁结构n磁体优缺点互补n降低成本n应具有相等的磁动势第38页/共39页感谢您的观看！第39页/共39页