永磁同步电机之磁材料的性能和选用

    永磁电机的性能、设计制造特点和应用范围都与永磁材料的性能密切相关。永磁材料种类众多，性能差别很大，只有全面了解后才能做到设计合理．使用得当。因此，本书在研究水磁电机之前，首先从设计制造电机的需要出发，扼要介绍电机中最常用的三种主要水磁材料的基本性能，包括磁性能、物理性能。另外，也扼要介绍选用时的注意事项。本书所有内容和计算公式的单位全部采用法定计量单位。考虑到部分工厂仍习惯使用非法定单位，故在必要时用括号或注的方式列出相应的公式和数值，以供参考

1永磁材料磁性能的主要参数

永磁材料的磁性能比较复杂，需要用多项参数来表示。

1 . 1退磁曲线

   与其他磁性材料一样，永磁材料首先用磁滞回线来反映和描绘其磁化过程的特点和磁特性，即用B一f ( H）曲线来表示永磁体的磁感应强度B随磁场强度11改变的特性，如图2 -1所示。该回线包含的面积随最大充磁磁场强度H的大小而变，H“越大，回线面积就越大。当H，。达到或超过饱和磁场强度从时，回线面积渐近地达到一个最大值，而且磁性能最为稳定。面积最大的回线被称为饱和磁滞回线，并常简称为磁滞回线。磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线，它是水磁材料的基本特性曲线。退磁曲线中磁感应强度召，为正值而磁场强度H ,为负值。这说明永磁材料中磁感应强度B．与磁场强度“，的方向相反，磁通经过永磁体时，沿磁通方向的磁位差不是降落而是升高。这就是说，水磁体是一个磁源，类似于电路中的电源。退磁曲线的磁场强度H，为负值还表明，此时作用于永磁体的是退磁磁场强度．退磁磁场强度｝H .｝越大，永磁体的磁感应强度就越小。为表述方便起见，本书以后都取H的绝对值，或者说，把H轴的正方向改变，负轴改为正轴。

退磁曲线的两个极限位置是表征水磁材料磁性能的两个重要参数。退磁曲线上磁场强度11为零时相应的磁感应强度值称为剩余磁感应强度，又称剩余磁通密度，简称剩磁密度，符号为B，单位为T（特斯拉）（工厂习用单位为Gs或G（高斯）, IGs ? 10 "T）退磁曲线上磁感应强度B为零时相应的磁场强度值称为磁感应强度矫顽力，简称矫顽力，符号为从，或BH，常简写为H，单位为A / m（安／米）（工厂习用单位为Oe（奥斯特）, IOe一1000 /( 4兀）A / m一79 . 577A / m尧SOA / m）。我们知道，在国际单位制中，磁场能量密度叭～B月／2 。 。因此，退磁曲线上任一点的磁通密度与磁场强度的乘积被称为磁能积，它的大小与该永磁体在给定工作状态下所具有的磁能密度成正比。图2一2示出两种不同形状退磁曲线1和2的磁能积（B11 )与B的关系曲线3和4，即磁能积曲线。在退磁曲线的二个极限位置（B一B , H一0）和（B一。，H ? H '）磁能积为零。在中间某个位置上磁能积为最大值，称为最大磁能积，符号为（刀衬）．二，单位为J / m ,（焦耳／米3 )（工厂习用单位为G · Oe（高·奥）, IG ·( ) e = l / ( 40兀）J / rn3 = 7 . 9577X10 ' J / m3忽SXlo , J / m，或IMG ·Oe 、 skJ / m3 )，它也是表征永磁材料磁性能的重要参数。对于退磁曲线为直线的永磁材料，显然在（尽／2 , H ' / 2）处磁能积最大，为。