第五章永磁磁路和极化电磁机构

1、 5-1 永磁材料及其主要特性参数永磁材料及其主要特性参数永磁永磁硬磁硬磁: Hc大的磁性材料大的磁性材料特点：不易磁化特点：不易磁化 不易去磁不易去磁第五章第五章.永磁磁路和极化电磁机构永磁磁路和极化电磁机构一、基本特性参数一、基本特性参数磁化曲线磁化曲线tgdHdBreca.矫顽力矫顽力Hcb.剩磁剩磁Brc.去磁曲线去磁曲线去磁曲线去磁曲线极限磁滞回线在第二象限部分极限磁滞回线在第二象限部分d.回复线回复线回复系数（磁导率）回复系数（磁导率）srccBHBHHHBe.最大磁能积最大磁能积(BH)max*凸度系数)(ttBBBtttBr)(ttHHHtttHc3.稳定性稳定性a.热稳定性热

2、稳定性a)可逆损失可逆损失温度温度 B 的程度的程度温度系数温度系数cdrdHHBBcrtdHBBHKmax)(b)不可逆损失不可逆损失c)居里温度居里温度:磁场强度消失的温度磁场强度消失的温度d)最高工作温度最高工作温度将规定尺寸的样品加热到某一恒定的温度，长时间放置，将规定尺寸的样品加热到某一恒定的温度，长时间放置，然后冷却到室温，其开路磁通不可逆损失然后冷却到室温，其开路磁通不可逆损失5%。b.磁稳定性磁稳定性c.化学稳定性化学稳定性d.时间稳定性时间稳定性00BBBILt二、种类二、种类1.1.铝镍钴系铝镍钴系 Al-Ni-CoAl-Ni-Co(1)(1)铸造型：磁性能高铸造型：磁性能

3、高(2)(2)粉末烧结型：工艺简单，可直接压制粉末烧结型：工艺简单，可直接压制特点：特点：a.a.温度系数小温度系数小,-0.02%K,-0.02%K-1-1b.Bb.Br r高高,1.35T,1.35Tc.Hc.Hc c低低,160KA/m,160KA/md.d.退磁曲线非线性退磁曲线非线性e.e.加工性能差加工性能差二、种类二、种类2.2.铁氧体铁氧体 钡铁氧体钡铁氧体 ，锶铁氧体，锶铁氧体 特点：特点：a.a.便宜，不含便宜，不含稀土元素，制造工艺简单稀土元素，制造工艺简单b.Hb.Hc c较高，较高，128320KA/m128320KA/mc.Bc.Br r低低,0.20.44T,0.

4、20.44Td.d.高频性能好高频性能好e.e.退磁曲线接近线性退磁曲线接近线性f.f.温度系数大温度系数大,-0.19%K,-0.19%K-1-1g.g.居里温度低，居里温度低，4504503.稀土永磁：稀土永磁：1960年代出现年代出现1969年年 第一代第一代 RCo5 1:5型稀土永磁型稀土永磁 (BH)max =160KJ/ m3 192KJ/ m31973年年 第二代第二代 R2Co17 2:17型稀土永磁型稀土永磁 (BH)max =240KJ/m3264KJ/m3稀土钴稀土钴3.稀土永磁：稀土永磁：稀土钴特点：a.三高Br=0.851.15THc=480800 KA/m(BH)

5、max =240KJ/m3264KJ/m3 b.温度系数低,-0.03%K-1 c.居里温度高，710880 d.不易加工e.价格高1983年年 第三代第三代 钕铁硼（钕铁硼（Nd-Fe-B）永磁）永磁(BH)max =304KJ/m3实验室实验室 日日 400KJ/m3 美美 360KJ/m3 中中 320KJ/m3 特点：特点：a.a.三高三高Br=1.47THc=992 KA/m(BH)maxb.b.温度系数较高温度系数较高,-0.13%K,-0.13%K-1-1 c.c.居里温度低，居里温度低，310 310 d.d.容易锈蚀容易锈蚀e.e.价格低价格低4.粘接永磁材料粘接永磁材料用树

6、脂、塑料或低熔点合金等材料为粘接剂，与用树脂、塑料或低熔点合金等材料为粘接剂，与永磁材料粉末均匀混合，然后用压缩、注射或永磁材料粉末均匀混合，然后用压缩、注射或挤压成型等方法制成的一种复合型永磁材料。挤压成型等方法制成的一种复合型永磁材料。 特点：特点：a.a.磁性能稍差磁性能稍差b.b.形状自由度大形状自由度大 c.c.产品性能分散性小，合格率高产品性能分散性小，合格率高d.d.机械强度高，可加工机械强度高，可加工e.e.电阻率高电阻率高f.f.原材料利用率高原材料利用率高g.g.密度小、质量轻密度小、质量轻4.塑性变形永磁材料塑性变形永磁材料钢（碳钢、钨辂钢），合金钢（碳钢、钨辂钢），合金

7、特点：特点：容易加工容易加工 5-2 永久磁体工作点的变化规律永久磁体工作点的变化规律两种工作状态：两种工作状态： 1. .工作点在去磁曲线上（先装配后充磁）工作点在去磁曲线上（先装配后充磁） 2. .工作点在回复线上工作点在回复线上 （先充磁后装配）先充磁后装配） 充磁：充磁：外加磁场外加磁场HH（5-10)H5-10)Hc c充磁充磁 取下磁钢取下磁钢 ， B B 继续下降，继续下降， 沿去磁曲线下降沿去磁曲线下降B B 到到c点点 再装回充磁机再装回充磁机 增加，增加， 沿回复线上升沿回复线上升B B1到到a点，点，B B1B B再取出，沿回复线下降再取出，沿回复线下降B B1 1 回到

8、回到c c点点 装入磁系统，沿回复线上装入磁系统，沿回复线上升升 B B2 2 m2, Md1Md2 衔铁停在左边作用在衔铁上的力矩由永磁产生sulsulsulMmmmmm022121202221202)(2（一）并联磁路（差动） ：（2） IW 不为0IW产生d左边气隙 m1-d右边气隙m2+d作用在衔铁上的力矩由永磁铁和IW共同产生dmdmmmdmdmmdMMsulsulM2)(2)()(22212022210dmdsulM021sulsulsulMmmmmm022121202221202)(2sIWIWGd0mdlIWM可见：a.Md与IW和m有关b.运动后，越过中间位置会加速c.运动完

9、成后，IW=0能保持d.改变电流方向，衔铁反向运动2特性分析：)(fMm吸力特性：sulsulsulMmmmmm022121202221202)(22特性分析：吸力特性：)(fMdmdlIWM2特性分析：吸力特性：mmmdlIWslM022dmmdMMM3.反力特性：aMf吸片由挠性轴支承反力特性：其中为挠性轴的扭转刚度4.吸、反力特性的配合作用在衔铁上的合力力矩为)(fmdfmdMMMMM双位置式三位置式ddMamdddMamdddMamd4.吸、反力特性的配合临界状态ddMamd临界磁通slddMammd022lasm04.吸、反力特性的配合作用在衔铁上的合力力矩为)(fmdfmdMMMMM0022alIWslMmm)(/)(0022alsllaslIWmmmm吸合磁势kmmxhalslIW)()(0双位置式三位置式kmmxhslalIW)()(