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2013-07-17
永磁同步電機(jī)之回復(fù)線
退磁曲線所表示的磁通密度與磁場強(qiáng)度間的關(guān)系,只有在磁場強(qiáng)度單方向變化時(shí)才存在。實(shí)際上,永磁電機(jī)運(yùn)行時(shí)受到作用的退磁磁場強(qiáng)度是反復(fù)變化的。當(dāng)對已充磁的永磁體施加退磁磁場強(qiáng)度時(shí),磁通密度沿圖2一3a中的退磁曲線B.尸下降。如果在下降到P點(diǎn)時(shí)消去外加退磁磁場強(qiáng)度H ,,則磁密并不沿退磁曲線回復(fù),而是鉛另一曲線PBR上升。若再施加退磁磁場強(qiáng)度,則磁密沿新的曲線R君P下降。如此多次反復(fù)后形成一個局部的小回線,稱為局部磁滯回線。由于該回線的上升曲線與下降曲線很接近,可以近似地用一條直線)頂來代替,稱為回復(fù)線。尸點(diǎn)為回復(fù)線的起始氨。如果以后施加的退磁磁場強(qiáng)度HQ不超過第一次的值11 ,,則磁密沿回復(fù)線萬天作可逆變化。如果11 。>H ,,則磁密下降到新的起始點(diǎn)Q,沿新的回復(fù)線Q虧變化,不能再沿原來的回復(fù)線變化。這種磁密的不可逆變化將造成電機(jī)性能的不穩(wěn)定,也增加了永磁電機(jī)電磁設(shè)計(jì)計(jì)算的復(fù)雜性,因而應(yīng)該力求避免發(fā)生。
當(dāng)退磁曲線為曲線時(shí),拜的值與起始點(diǎn)的位置有關(guān),是個變數(shù)。但通常清況下變化很小,可以近似認(rèn)為是一個常數(shù),且近似等于退磁曲線上(B,。)處切線的斜率值。換句話說,各點(diǎn)的回復(fù)線可近似認(rèn)為是一組平行線,它們都與退磁曲線上(B , 0)處的切線相平行。利用這一近似特性,在實(shí)際工作中求取不同工作溫度、不同工作狀態(tài)的回復(fù)線就方便得多。有的永磁材料,如部分鐵氧體永磁的退磁曲線的上半部分為。
1.內(nèi)察退磁曲線
退磁曲線和回復(fù)線表征的是永磁材料對外呈現(xiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度刀與磁場強(qiáng)度H之間的關(guān)系。還需要另一種表征永磁材料內(nèi)在磁性能的曲線。由鐵磁學(xué)理論可知,在真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度間的關(guān)系為。
2.穩(wěn)定性
為了保證永磁電機(jī)的電氣性能不發(fā)生變化,能長期可靠地運(yùn)行,要求永磁材料的磁性能保待穩(wěn)定.通常用永磁材料的磁性能隨環(huán)境、溫度和時(shí)間的變化率來表示其穩(wěn)定性,主要包括熱穩(wěn)定性、磁穩(wěn)定勝、化學(xué)穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。
3.熱穩(wěn)定性
熱穩(wěn)定性是指永磁體由所處環(huán)境溫度的改變而引起磁性能變化的程度,故又稱溫度穩(wěn)定勝,如圖Z一5所示。當(dāng)水磁體的環(huán)境溫度從t 。升至tl時(shí),磁密從B 。降為BI,當(dāng)溫度從tl回到九時(shí),磁密回升至尸。,而不是B 。;以后溫度在t 。和t,間變化,則磁密在刀。和B.間變化.從圖25可以看出,磁性能的損失可以分為兩部分:
1.可逆損失這部分損失是不可的。各種永磁材料的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度隨溫度可逆變化的程度可用溫度系數(shù)際以%表示,單位為K一,。
2.不可逆損失溫度恢復(fù)后磁性能不能回復(fù)到原有值的部分,稱為不可逆損失,通常以其損失率IL ( %)表示。142磁穩(wěn)定性磁穩(wěn)定性表示在外磁場干擾下永磁材料磁性能變化的大小。理論分析和實(shí)踐證明,一種永磁材料的內(nèi)察矯頑力H ‘越大,內(nèi)察退磁曲線的矩形度越好(或者說IIK越大),則這種水磁材料的磁穩(wěn)定險(xiǎn)越高,即抗外磁場干擾能力越強(qiáng)。當(dāng)從1和HK大干某定值后,退磁曲線全部為直線,而且回復(fù)線與退磁曲線相重合,在外施退磁磁場強(qiáng)度作用下,永磁體的工作點(diǎn)在回復(fù)線上來回變化,不會造成不可逆退磁。
4.化學(xué)穩(wěn)定性
受酸、堿、氧氣和氫氣等化學(xué)因素的作用,永磁材料內(nèi)部或表面化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化,將嚴(yán)重影響材料的磁性能。例如欽鐵硼水磁的成分中大部分是鐵和欽,容易氧化,故在生產(chǎn)過程中需采取各種工藝措施來防止氧化,要盡力提高永磁體的密度以減少殘留氣隙來提高其抗腐蝕能力,同時(shí)要在成品表面涂敷保護(hù)層,如鍍鋅、鍍鎳、電泳等
4.1時(shí)間穩(wěn)定性
水磁材料充磁以后在通常的環(huán)境條件下,即使不受周圍環(huán)境或其他外界因素的影響,其磁性能也會隨時(shí)間而變化,通常以一定尺寸形狀的樣品的開路磁通隨時(shí)間損失的百分比來表示,叫做時(shí)間穩(wěn)定性,或叫自然時(shí)效。研究表明,它與材料的內(nèi)察矯頑力H ‘湘永磁體的尺寸比L / D有關(guān)。對水磁材料而言,隨時(shí)間的磁通損失與所經(jīng)歷時(shí)間的對數(shù)基本上成線性關(guān)系,因此可以從較短時(shí)間的磁通損失來推算出長時(shí)間的磁通損失,從而判斷出水磁體的使用壽命。下面分別介紹電機(jī)中最常用的三種主要永磁材料的基本性能.