第二节 常用的铁磁材料及其特性

1、一、铁磁物质的磁化一、铁磁物质的磁化 铁磁物质的磁化铁磁物质的磁化 铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性，此现象称为称为铁磁物质的磁化铁磁物质的磁化。 磁畴磁畴示意图示意图1-4. 第二节第二节 常用的铁磁材料及其特性常用的铁磁材料及其特性二、磁化曲线和磁滞回线二、磁化曲线和磁滞回线 1起始磁化曲线起始磁化曲线 定义 :将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化，当磁场强度当磁场强度H由零逐渐增大时，磁通密度由零逐渐增大时，磁通密度B将将随之增大，曲线随之增大，曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线就称为起始磁化曲线. 曲线曲线附图附图1

2、-5. 铁磁材料 磁化曲线示意图1-5.n应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势通常把铁心内的工作磁通密度选择在膝点附近)(HfFe 2磁滞回线磁滞回线 示意图示意图: 图图1-6. 相关重要概念相关重要概念 剩磁剩磁: :去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度的磁通密度 。 矫顽力矫顽力: :要使要使B值从减小到零，必须加上相应值从减小到零，必须加上相应的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力。的反向外磁场，此反向磁场强度称为矫顽力。 rB 磁滞磁滞:铁磁材料所具有的这种磁通密度铁磁材料所具有的这种磁通密度B的变

3、化的变化滞后于磁场强度滞后于磁场强度H变化的现象。变化的现象。 磁滞回线磁滞回线:呈现磁滞现象的呈现磁滞现象的B-H闭合回线。闭合回线。 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。 3基本磁化曲线基本磁化曲线 定义:对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的线，再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。曲线。 示意图1-7. 附:电机中常用的硅钢片、铸铁和铸钢的基本磁化曲线。 三、铁磁材料三、铁磁材料 1软磁材料软磁材料 定义:

4、 磁滞回线窄、剩磁和矫顽力磁滞回线窄、剩磁和矫顽力Hc都小的材都小的材料。料。 附图附图1-8a. 常用软磁材料常用软磁材料:铸铁、铸钢和硅钢片等。铸铁、铸钢和硅钢片等。 2硬磁硬磁(永磁永磁)材料材料 定义：磁滞回线宽、磁滞回线宽、Br和和Hc都大的铁磁材料都大的铁磁材料称为硬磁材料。称为硬磁材料。 附图附图1-8b. 磁性能指标磁性能指标 剩磁剩磁 矫顽力矫顽力 最大磁能积最大磁能积永磁材料永磁材料种类种类铸造型铸造型铝镍钴铝镍钴稀土钴稀土钴钕铁硼钕铁硼铁氧体铁氧体粉末型粉末型铝镍钴铝镍钴种类示意图 四、铁心损耗四、铁心损耗 1磁滞损耗磁滞损耗 定义: 铁磁材料置于交变磁场中时，磁畴铁磁材

5、料置于交变磁场中时，磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种损耗称为磁滞损耗。这种损耗称为磁滞损耗。 公式公式: 应用应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小，由于硅钢片磁滞回线的面积较小，故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。VfBCPnmhh 2涡流损耗涡流损耗 相关概念相关概念涡流：环流在铁心内部围绕磁通作涡流：环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动。旋涡状流动。 涡流涡流示意图示意图1-91-9. . 定义定义: :涡流在铁心中引起的损耗。涡流在铁心中引起的损耗。 公式公式: : 应用应用: :为减小涡流损耗，电机和变

6、压器的铁心为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用含硅量较高的薄硅钢片叠成。都用含硅量较高的薄硅钢片叠成。222eemPCf B V 3 3铁心损耗铁心损耗 定义: 铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和。铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和。 表达式:ehFePPP图1-4 磁畴A)未磁化B)磁化返回返回B BH H图1-5 铁磁材料的起始磁化曲线a ab bc cd d)(HfB)(HfFeHB0返回返回开始动画开始动画图1-6 铁磁材料的磁滞回线H HB Ba ab bc cd de ef fcHmBmBmHmHrB返回返回开始动画开始动画图1-7 基本磁化曲线基本磁化曲线基本磁化曲线H HB B返回返回开始动画开始动画图图1-81-8）软磁材料的磁滞曲线）软磁材料的磁滞曲线A)A)软磁材料软磁材料H H