电工材料PPT课件

1、。3-1 概述一、磁性材料的基本特性和分类二、磁性材料的特性曲线三、影响磁性能的外在因素磁性材料的特性曲线是指磁性材料的磁感应强度B与外磁场的磁场强度H之间的曲线，简称B-H曲线。工程上常用磁化曲线和磁滞回线等特性曲线来反映磁性材料的基本性能。1.起始磁化曲线P602.磁滞回线P60 磁滞： 剩磁： 矫顽力： 磁滞损耗： 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。 铁损： 铁损主要包括磁滞损耗和涡流损耗3.基本磁化曲线P60基本磁化曲线是软磁材料确定工作点的重要依据。4.退磁曲线磁积能：退磁曲线最大磁能积最大磁能积(BH)max不同形状对应退磁场不同，磁能积不同。不同形状对应退磁场不同，磁能积不同

2、。*可根据可根据(BH)max确定各种永磁体的最佳形状。确定各种永磁体的最佳形状。(BH)max越高的永磁体，产生同样的磁场所需的体越高的永磁体，产生同样的磁场所需的体积越小；在相同体积下，积越小；在相同体积下，(BH)max越高的永磁体获越高的永磁体获得的磁场越强。得的磁场越强。注：注：(BH)max是评价永磁体强度的最主要指标。是评价永磁体强度的最主要指标。稀土永磁体稀土永磁体(BH)max450KJ/m3；普通磁钢；普通磁钢(BH)max8KJ/m3磁致伸缩材料的应用磁致伸缩材料的应用一、一、磁致伸缩材料的应用基础磁致伸缩材料的应用基础（1）磁致伸缩效应）磁致伸缩效应(Joule效应效应

3、) 制作磁致伸缩制动器制作磁致伸缩制动器（2）磁致伸缩逆效应）磁致伸缩逆效应(Villari效应效应) 制作磁致伸缩传感器制作磁致伸缩传感器（3） E效应：效应：磁致伸缩材料由于磁化状态的改变而引起磁致伸缩材料由于磁化状态的改变而引起自身杨氏模量发生变化的现象，可用于声延迟线。自身杨氏模量发生变化的现象，可用于声延迟线。（4）魏德曼效应）魏德曼效应(Viedemann效应效应)：在磁性体上形成适当：在磁性体上形成适当的磁路，当有电流通过时，磁性体发生扭曲变形的现象，的磁路，当有电流通过时，磁性体发生扭曲变形的现象，可用于扭转马达。可用于扭转马达。（5）魏德曼逆效应）魏德曼逆效应(Anti-Vi

4、edeman效应效应)：使圆管状磁致：使圆管状磁致伸缩材料沿管轴发生周向扭曲，同时沿轴向施加交变磁场，伸缩材料沿管轴发生周向扭曲，同时沿轴向施加交变磁场，则沿圆周出现交变磁化的现象，可用于扭转传感器。则沿圆周出现交变磁化的现象，可用于扭转传感器。二、声学领域二、声学领域的应用的应用1、声纳系统、声纳系统电磁波常被用于通讯和探测等方面。但在水下它因衰减过电磁波常被用于通讯和探测等方面。但在水下它因衰减过快而无法利用，于是人们利用声波及超声波讯号来进行水快而无法利用，于是人们利用声波及超声波讯号来进行水下通讯、探测、遥控等工作，声纳就成为潜艇的口、眼。下通讯、探测、遥控等工作，声纳就成为潜艇的口、

5、眼。早先采用的都是压电材料，但它们有以下缺点：早先采用的都是压电材料，但它们有以下缺点：(1)机电转机电转换系数低，输出功率低；换系数低，输出功率低；(2)响应频率高，信号在水下衰减响应频率高，信号在水下衰减快、传输距离小；快、传输距离小；(3)在数千伏的高压下工作，安全性差。在数千伏的高压下工作，安全性差。自从大应变和低响应频率的自从大应变和低响应频率的REFe2压磁材料出现以来，声压磁材料出现以来，声纳性能大大改善，海底探测距离已达到数千公里。纳性能大大改善，海底探测距离已达到数千公里。应用领域：海底通讯、海底测绘、海洋捕捞、矿藏勘探、应用领域：海底通讯、海底测绘、海洋捕捞、矿藏勘探、油井

6、测探、超声邻近传感器、超声焊接、超声无损探伤、油井测探、超声邻近传感器、超声焊接、超声无损探伤、超声全息摄像、超声体外排石等等。超声全息摄像、超声体外排石等等。2、声延迟线、声延迟线REFe2等化合物的弹性模量等化合物的弹性模量E随磁场的改变变化极大，由于随磁场的改变变化极大，由于E的变化，声速也随磁场发生显著改变。利用这种效应，美的变化，声速也随磁场发生显著改变。利用这种效应，美国人国人Arthur.E.Clark研制成可变延迟线。研制成可变延迟线。三、伺服领域三、伺服领域的应用的应用*伺服机构是将电信号及磁信号等的能量变换为机械能的机伺服机构是将电信号及磁信号等的能量变换为机械能的机构。构

7、。*利用利用REFe2材料的低场大应变、大输出应力、高响应速度材料的低场大应变、大输出应力、高响应速度且无反冲的特征，可以制成结构简单的微位移致动器，广且无反冲的特征，可以制成结构简单的微位移致动器，广泛用于超精密定位、激光微加工、精密流量控制、原子力泛用于超精密定位、激光微加工、精密流量控制、原子力显微镜、数控车床、机器人和阀门控制等方面。显微镜、数控车床、机器人和阀门控制等方面。三、力学传感领域三、力学传感领域1、静应力传感领域、静应力传感领域利用应变导致磁特性的变化从而输出电压发生变化的现象，利用应变导致磁特性的变化从而输出电压发生变化的现象，用于磁应变传感器检测料斗的料位。把测力器放在

8、料斗支用于磁应变传感器检测料斗的料位。把测力器放在料斗支持部位，与负载成比例的输出电压经放大比较后自动触发持部位，与负载成比例的输出电压经放大比较后自动触发上上/下限位开关从而实现料位的在线监测和实时控制。下限位开关从而实现料位的在线监测和实时控制。2、振动、冲击应力传感器领域、振动、冲击应力传感器领域在机器人领域，通常的磁致伸缩器件原型有在机器人领域，通常的磁致伸缩器件原型有3种。以种。以c为例，为例，当处于受力状态时，当处于受力状态时，x方向和方向和y方向的磁场不再均匀分布，方向的磁场不再均匀分布，这样就会在输出线圈中产生磁通，激发线圈上成比例的这样就会在输出线圈中产生磁通，激发线圈上成比例的2次次电压信号。利用它做传感器，可精确感受电压信号。利用它做传感