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三相永磁同步电机之相关磁材料的磁性能稳定性及稳定化处理

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2013-06-29

 

三相永磁同步电机之相关磁材料的磁性能稳定性及稳定化处理

为了保证使用永磁材料的电磁装置的性能在长期运行中不因永磁材料性能的变化而引起性能上的变化，要求永磁体的磁性能保持长期稳定。因此，必须明确影响永磁材料磁性能稳定性的因素以及永磁体的稳定性处理方法。

一、磁性能稳定性

影响永磁材料磁性能稳定性的因素主要有：内部结构变化、磁后效、化学因素、温度、外磁场、机械作用、与强磁性材料接触等。此外，永磁磁路系统本身的因素，如永磁体的尺寸比、工作气隙的长度、磁路的饱和程度、永磁体工作点的选择等，也会影响永磁体的磁性能稳定性 。

（一）内部结构变化

永磁体刚制成时，内部组织结构不是处于最稳定的状态，随着时间的推移，不稳定的组织结构逐渐变到稳定状态。在没有外界影响的情况下，永磁体的性能随着时间的推移而逐渐降低，且经过重新磁化仍不能恢复到最初状态。组织结构的变化通常随着温度的升高而加剧，因此在使用永磁体时，应避免环境温度在该材料的最高工作温度之上。铝镍钻、铁氧体、稀土永磁等在制造过程中已经经过高温热处理或烧结，常温下使用时，磁性能比较稳定。

（二）磁后效

把永磁体饱和磁化后，去掉外磁场，由于永磁体内部非平衡状态的影响，磁性能仍随时间推移而降低，这种现象称为磁后效。这种变化很小，可以通过重新充磁而消除。

（三）化学因素

受化学因素，如酸、碱、氧气、腐蚀性气体等的影响，永磁体内部或表面化学结构发生变化，会引起磁性能的变化。如钦铁硼中的铁和钦就比较容易氧化。

（四）温度

在永磁体使用过程中，环境温度处于变化中，其磁性能将随着温度的变化而变化，磁性能的变化包括可逆变化和不可逆变化两部分：

1．可逆变化

随着温度的变化，永磁体内部电子自旋的排列受到热运动的干扰而发生变化，使其磁化强度随温度的上升而变化，导致磁性能的变化。当恢复到原温度时，磁性能恢复的这部分变化称为可逆变化，通常用剩磁温度系数和内察矫顽力温度系数“凡表示。

 

2．不可逆变化

永磁体加热到高温或降至低温时，其组织结构会发生变化，其中的不稳定磁畴在稳定方向上重新配置，造成永磁体性能的变化，这种变化是不可逆的，称为不可逆变化，也称为不可逆损失。不可逆损失可分为可恢复损失和不可恢复损失。可恢复损失是永磁体重新充磁后能恢复的损失，而不可恢复损失是永磁体重新充磁后也不能恢复的损失。

（五）外磁场

在使用过程中，永磁体常处于外磁场中。此外，永磁体充磁后，在储存、运输及装配时，常处于其他永磁体产生的磁场中，导致永磁体的性能发生变化，当工作点在拐点以下时，将造成不可逆去磁。

（六）与强磁性物质的接触

永磁体在储存、运输、装配及使用过程中，往往会与其他永磁体或铁磁物质相接触，这些接触会改变已被充磁永磁体的工作点。当此时的工作点在退磁曲线的拐点以下时，就会发生不可逆去磁，这种情况主要出现在铝镍钻中，所以铝镍钻往往是先安装、后充磁，以避免这种磁性能损失。

（七）机械作用

机械振动和冲击会引起永磁体的退磁。这种影响主要出现在马氏体型永磁体中，对铝镍钻、铁氧体、稀土永磁的影响很小。

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