同步电机之关于永磁材料的主要性能及参数

    2 . 1 . 1初始磁化曲线和磁滞回线

永磁材料（Permanent Magnet Material）的磁性能可以用一些磁参数表示，如剩余磁感应强度Br 、矫顽力H 。 、最大磁能积（BH）。 a，等，这些参数由退磁曲线决定，而退磁曲线是磁滞回线的一部分，为了讨论这些参数，首先从磁滞回线形成过程开始。

    在直角坐标系中，作B一H曲线，初始状态从原点开始，逐渐增加外界磁场强度H值，则磁感应强度B值由O点沿着曲线OA上升，当磁性材料中B值到达A点时，B值达到饱和值，磁性材料被完全磁化，口A曲线被称为初始磁化曲线。这时如果渐减少外界磁场强度H值，则磁感应强度B值将随之下降，但磁感应强度B值按另一曲线AC下降，当H值下降为零时，永磁体中B值并不为零，而等于口c，对B，值则称为剩余磁感应强度。如果此时改变H值方向，再负方向上增加H值，则B值继续下降，当H值下降到Hc值时，B值降为零，此时的H 。值称为矫顽力。继续在反方向上增加H值，B值变为负值，逐渐增加到反方向饱和点E点，再在H值负方向上减少H值到零，并在正方向上增加H值，则B值从负值逐步减少到零后又在正方向上增加，最后达到饱和点A点。此曲线如图2一1所示，由图可见，随着H值的反复变化，B值将沿着ACDEFGA变化，所构成的闭合曲线称为磁滞回线，磁滞回线要经过2或3次反复磁化才能完全重合。磁滞回线反映了磁性材料的许多特性，掌握永磁材料的磁滞回线对应用永磁材料是十分重要的。

2 . 1 . 2退磁曲线和永磁材料的磁参数

永磁体的磁特性是当它被外界磁场磁化后，即使除掉外界磁场，在永磁体周围仍然保留着一个恒定磁场，永磁体还可以对外提供磁能，此时永磁体本身将受到一个退磁磁场的作用，该退磁磁场与原来的外界磁场方向相反，因而永磁体工作点的位置将在磁滞回线的第二象限部分上，即在退磁曲线上，如图2一2所示。图1 、 2分别表示非线性与线性退磁曲线。图中永磁体实际工作点用来表示，永磁材料的磁性能均可用退磁曲线上的物理量表示，如永磁体剩余磁感应强度Br 、矫顽力H、永磁体实际工作时提供的磁感应强度凡1 ( BPZ）与磁场强度凡，( HPZ )及永磁体的磁能积（BH）。

    1．剩余磁感应强度Br及永磁体磁感应强度Bm永磁体被充磁至饱和后，假设去掉外界磁场后永磁体仍有磁场存在，永磁体所具有的磁感应强度称为剩余磁感应强度Br，其单位用特斯拉（T）表示。在永磁电机的磁路中，由于有磁性材料本身的磁阻及电机气隙的存在而存在磁位降，这对永磁体来说，相当于产生一个反向磁场，这就使永磁体的工作点由Br点下降至尸，或尸2点，而Pl或尸2点所对应的B值变为永磁体的工作点凡1或BPZ，我们称BP，或BPZ为永磁体磁感应强度。

2．矫顽力H 。，内哀矫顽力mH 。及饱和磁场强度H 。

永磁材料在反向磁场作用下，当剩余磁感应强度Br下降到零时，此时磁场强度称为磁感应矫顽力，可用BH 。表示，一般简称矫顽力H 。，单位用A / m表示。另外还有一个是磁化强度M下降为零，即已经完全失磁的磁场强度值，称内察矫顽力，用mH 。表示，单位也是A / m，实际上此矫顽力才是真的矫顽力，它真正表示永磁材料保持磁性的能力。内察矫顽力要大于磁感应矫顽力，但是对于铝镍钻永磁材料，两者差别很小，而对于铰铁硼等稀土永磁材料，两者差别很大。

永磁材料被完全磁化所需要的外界磁场强度，称为饱和磁场强度，用H 。表示，单位也是A / m，不同的永磁材料，饱和磁场强度大不相同，铝镍钻永磁材料和铁氧体永磁材料的饱和磁场强度是矫顽力的3一6倍；而稀土永磁材料的饱和磁场强度大约是矫顽力的2一3倍。

3．磁能积和最大磁能积

磁能积是指永磁体退磁曲线上每一点所对应的磁感应强度B值与磁场强度H值乘积（BH）称为磁能积，其单位为J／耐，如图2一2所示。它表明永磁体内部储存能量的大小。由于退磁曲线上各点位置不同，其（BH）值也不同，通常把（BH）值最大的位置用（BH ) ma：表示，称之为最大磁能积。在永磁电机设计时，总希望把永磁材料的工作点设计在最大磁能积的地方，因为这样才能把永磁体的磁能利用得最充分。