永磁同步電機

永磁同步電機——永磁材料的發(fā)展及應(yīng)用概況

一、永磁材料的分類

永磁材料是經(jīng)外部磁場飽和充磁后，無需外部能量而能持續(xù)提供磁場的一種特殊材料，它是一種重要的磁性功能材料，也稱為硬磁材料。通常永磁材料的矯頑力在skA / m以上。根據(jù)永磁材料制造工藝和組成成分的不同，可將常見的永磁材料分類如下：

二、永磁材料的發(fā)展歷史

我國是世界上最早利用磁的國家，早在公元前2500年前后就已經(jīng)有了關(guān)于天然磁石的知識。我國古代把磁鐵礦石叫“慈石”，后逐漸演變?yōu)?ldquo;磁石”，其主要成分為Fe3氏，是人類發(fā)現(xiàn)的最早永磁體，主要用于制造司南勺、指南車、指南針等。據(jù)《呂氏春秋》記載，我國在公元前1000年前后就已經(jīng)有了指南針，戰(zhàn)國時的《韓非子》中就提到用磁石制成的司南。圖1一1為我國漢代的司南，由一把“勺子”和一個“地盤”組成，地盤是用青銅制成的，內(nèi)圓外方，中心圓面磨得非常光滑，以保證勺子指示方向的準(zhǔn)確性。中心圓外圍依次排列八卦、天干、地支等共計24個方位。勺子是用整塊的天然磁鐵磨成的，勺頭底部是半球面，非常光滑。使用時先把地盤放平，再把司南放在地盤中間，用手撥動勺柄，使它轉(zhuǎn)動，等到司南停下來，勺柄所指方向就是南方。春秋時期的《管子》 、漢初的《淮南子·覽冥篇》 、東漢的《論衡》中都有關(guān)于磁石吸鐵片的記述。到了宋代，人們發(fā)明了人工磁化的方法，并制造出具有更好指南性能的指向儀器―指南針。指南針?biāo)玫拇裴樖且凿撫樐Σ撂烊淮攀瞥傻摹?《夢溪筆談》最早記載了指南針的制造方法，《萍洲可談》（約公元1119年）則已提到廣州海船在天氣陰晦時用指南針航海，這是世界航海史上使用指南針的最早記載。南宋文天祥在《揚子江》一詩中寫道：“臣心一片磁針石，不指南方不肯休”，后來把他的詩集命名為《指南錄》，可見當(dāng)時磁針指南在我國已是常識了。在之后的漫長歲月里，人們發(fā)現(xiàn)了更多的磁現(xiàn)象。在國外，公元前600年前后，希臘哲學(xué)家泰勒斯看到人們用磁鐵礦石吸引鐵片的現(xiàn)象，將其解釋為“萬物皆有靈，磁吸鐵，故磁有靈”，這是國外關(guān)于磁的最早記載。

1600年，英國物理學(xué)家和醫(yī)師、曾任英國女王伊麗莎白一世御醫(yī)的吉爾伯特對磁石進行了實驗，發(fā)現(xiàn)磁石相互吸引和排斥，并對磁現(xiàn)象進行了研究，寫了一本題為《磁石》的書，這是最早的關(guān)于永磁的系統(tǒng)論述。但是，在論及磁現(xiàn)象的本質(zhì)時，吉爾伯特和泰勒斯一樣，也認(rèn)為物質(zhì)中存在潛在靈魂的作用。 1820年，丹麥著名物理學(xué)家奧斯特通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，終于揭開了磁現(xiàn)象的物理本質(zhì)。最早的永磁材料是磁鐵礦，由于它的飽和磁化強度僅為Fe的25 %，長期以來未受重視。直到19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人們才開始對永磁材料進行深人研究。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，出現(xiàn)了許多性能各異的永磁材料。