老張談電機：NO.8永磁材料（二）

昨天的內容可能對大家比較生澀，老張也盡力把重點畫出來。重點的內容主要是會影響電機設計和使用方面的核心。今天的內容相對來說會比較好理解，而且都是老張作為電機工程師比較重視的幾點，基本上透過這些效能，在透過電機的表現，可以進行下一步的最佳化。

【回覆磁導率】

之前老張反覆有提到過，當永磁體處於外加磁場中時，工作點為A。然而當去掉外磁場時，工作點不是沿著退磁曲線變化，而是到一條新的位置A’。如果

迴圈地改變外磁場

，得到一個區域性磁滯回線，由於區域很小，一般可以

用一條直線代替

，這個便稱為

回覆線

，回覆線的

斜率

就是

回覆磁導率

。

劃重點：不同的永磁材料有不同的回覆磁導率

。即使是

同一材料

，退磁曲線上的不同點的回覆磁導率也有差別，不過一般認為回覆磁導率為一個

固定的常數

。

【溫度係數】

永磁體通常工作在電磁裝置內。在永磁體允許的工作範圍內其所處環境溫度每變化1°C，

剩餘磁感應強度

變化的

百分比

稱為

剩磁溫度係數

，

矯頑力

變化的

百分比

稱為

矯頑力溫度係數

。

劃重點：溫度係數可以表示永磁材料的溫度穩定性。

【居里溫度】

首先要清楚的是，磁性材料並不是在任何溫度下都有磁性的，存在一個

臨界點Tc

。

Tc以上，材料表現出無磁性，Tc以下，材料表現出磁性

。原因是因為溫度的變化會導致原子劇烈運動，從而導致原子磁矩的排序變為混亂無序。因為是居里夫人首先發現這一現象，所以稱之為居里溫度。

劃重點：居里溫度

實際上是將

鐵磁材料

轉化為

順磁體

的溫度。同樣的，

Tc越高，可以表示為永磁材料的熱穩定性一般相對較好

。

【最高工作溫度】

將規定尺寸的永磁材料樣品加熱到某一特定溫度，保持一定時間，然後冷卻到室溫，其開路磁通

不可逆損失小於5%

的

最高保溫溫度

，我們稱之為是該永磁材料的

最高工作溫度

。

劃重點：永磁材料的最高工作溫度與居里溫度緊密相關，一般Tc越高，最高工作溫度就越高。

【退磁曲線拐點】

部分鐵磁材料的上半部退磁曲線為直線，例如鐵氧體。部分鐵磁材料在室溫下的下半部退磁曲線是直線，例如鋁鐵硼。但是當

溫度升高

到一定程度後，

退磁曲線

下部分會出現

彎曲

。這種退磁曲線上明顯發生彎曲的點成為

拐點

。

劃重點：如果永磁體工作點在拐點以下，會產生磁效能的不可逆損失。

【臨界場強】

當內稟退磁曲線上

Bi=0.9Br

所對應的磁場強度成為

臨界場強

，一般用

Hk

表示。

劃重點：Hk越大，意味著內稟退磁曲線的矩形度越好，磁效能越穩定。

【各向同性與各向異性】

在永磁體成形過程中，往往對其施加外磁場，使其磁疇的易磁化方向都沿同一方向，這樣得到的永磁體就是各向異性永磁體。反之，則是各向同性永磁體。對於

各向同性永磁體

，在任一方向上充磁都可以得到

相同的效能

。對於

各向異性永磁體

，存在一個能獲得

最佳

磁效能的

充磁方向

。

劃重點：要充分利用永磁體，充磁方向必須與取向相同。

終於，把磁體的各項重要效能引數講完了。大家基本上也可以理解，老張的角度從一開始的公式計算，生澀的內容逐漸轉向了實用的應用層面的結論。下篇，老張會針對永磁體的各項穩定性進行一個講解。瞭解永磁體的穩定性，也可以從某個側面瞭解到電機的穩定性。

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