永磁电机对磁铁的性能要求有哪些?
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电机是一种将电能转换成机械能的装置,这种能量转换是以磁场为媒介的,在永磁电机中是以永磁材料产生恒定的磁场,因而永磁电机性能的好坏,直接与所采用的永磁材料的性能参数有着密切的关系。
对剩磁Br的要求 当电流不变时,根据BLI定律,电磁转矩平均值为:T = Bg·I·N·L·Da 上式中,Bg为气隙磁密,N为线圈匝数,L为线圈单边计算长度,Da为电枢直径。电机转矩T和体积不变即L·Da不变,提高Br以增大Bg,使安匝数I·N降低,可以节省漆皮线及降低铜耗,使电机效率提高;若转矩T与安匝I·N不变,提高Br可以減小体积、减轻重量及节省材料。因此,在一般情況下,应选用Br大的材料提高气隙磁密Bg。但是,Bg提高会增加定位转矩,使磁拉力增大,电枢芯片磁饱和程度提高,铁损增加,有些电机不希望出现这些情況,因而宁愿选用Br小些的材料。
对矫顽力Hcb和Hcj 的要求 永磁电机的实际工作点不是在磁铁磁滯回线的H=0的Br点上,而是处在去磁曲线 (或回复线)的某一点上,为了防止不可逆退磁,要求磁铁有足够大的矫顽力Hcb。Hcb越大,磁铁的抗去磁能力越強,磁稳定性越好。表示材料磁化強度退到零的內稟矫顽力Hcj在永磁电机中也是要求越大越好。Hcj 越大,漏磁越小,对NdFeB磁铁而言,Hcj大可使工作温度提高,温度系数小,不可逆热磁损耗小。
对最大磁能积(BH)max的要求 如果磁路漏磁通忽略不计,根据克希霍夫第一定律,磁路中各部分磁通相等,即 BmSm=BgSg。这里Bm为磁铁磁密,Sm为磁铁磁路面积,Bg为气隙磁密,Sg为气隙磁路面积。则Sm=BgSg/Bm。根据克希霍夫第二定律,磁路中各处磁压降相等,即Hmhm=Hgg。这里Hm为磁铁磁场强度,hm为磁铁厚度,Hg为气隙磁场强度,g为气隙长度。则hm=Hg.g/Hm。气隙中,r=1,Bg = rHg = Hg,则磁铁体积Vm=Smhm=Bg^2.Sg.g/Bm.Hm 如果磁铁在最大磁能点工作,即BmHm = BdHd = (BH)max,则Vm=Bg^2.Sg.g/ (BH)max 如果气隙尺寸一定,气隙磁密Bg一定,材料的磁能积越高,磁铁体积就越小。因此永磁 电机通常要求磁铁的(BH)max有较大的值,而且设计时应使磁路工作点尽量接近最大磁能点(BdHd)。因此: |












