永磁体基本能参数(永磁体有哪些参数)

seosqwseo5个月前 (06-21)测评日记56

一、大磁能积与什么有关

BH)max退磁曲线上任何一点的B和H的乘积即Bm、 Hm和（BH）代表了磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度，即气隙单位体积的静磁能量，由于这项能量等于磁铁Bm与Hm的乘积，因此称为磁能积，磁能积随B而变化的关系曲线称为磁能曲线，其中一点对应的Bd和Hd的乘积有大值，称为大磁能积。

众多磁参数之一，其直接的工业意义是磁能积越大，产生同样效果时所需磁材料越少。在磁滞回线上的直观表示为：Hc与Br垂直线的交点与O的连线，在退磁线上的交点所对应的Br与Hc的乘积大，称为大磁能积。概念永磁材料：永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失，可对外部空间提供稳定磁场。钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：

剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs） 1Gs=0.0001T

将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。钕铁硼是现今发现的Br高的实用永磁材料。

磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）或1 Oe≈79.6A/m

处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是11000Oe以上。

内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米（A/m）和奥斯特（Oe）1 Oe≈79.6A/m

使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，如果外加的磁场等于磁体的内禀矫顽力，磁体的磁性将会基本消除。钕铁硼的Hcj会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应该选择高Hcj的牌号。

磁能积(BH)单位为焦/米3（J/m3）或高•奥（GOe） 1 MGOe≈7. 96k J/m3

退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B×H的大值称之为大磁能积(BH)max。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一，(BH)max越大说明磁体蕴含的磁能量越大。设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在大磁能积所对应的B和H附近。

各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。

各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能高的磁体。烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁体。取向方向：各向异性的磁体能获得佳磁性能的方向称为磁体的取向方向。也称作“取向轴”，“易磁化轴”。磁场强度：指空间某处磁场的大小，用H表示，它的单位是安/米（A/m）。

磁化强度：指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用M表示，单位是安/米（A/m）。

磁感应强度：磁感应强度B的定义是：B=μ0(H+M)，其中H和M分别是磁化强度和磁场强度，而μ0是真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，即单位面积内的磁通量。单位是特斯拉（T）。

磁通：给定面积内的总磁感应强度。当磁感应强度B均匀分布于磁体表面A时，磁通Φ的一般算式为Φ=B×A。磁通的SI单位是麦克斯韦。

相对磁导率：媒介磁导率相对于真空磁导率的比值，即μr=μ/μo。在CGS单位制中，μo=1。另外，空气的相对磁导率在实际使用中往往值取为1，另外铜、铝和不锈钢材料的相对磁导率也近似为1。

磁导：磁通Φ与磁动势F的比值，类似于电路中的电导。是反映材料导磁能力的一个物理量。

磁导系数Pc：又为退磁系数，在退磁曲线上，磁感应强度Bd与磁场强度Hd的比率，即Pc=Bd/Hd，磁导系数可用来估计各种条件下的磁通值。对于孤立磁体Pc只与磁体的尺寸有关，退磁曲线和Pc线的交点就是磁体的工作点，Pc越大磁体工作点越高，越不容易被退磁。一般情况下对于一个孤立磁体取向长度相对越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路设计中的一个重要的物理量。

二、永磁直流无刷电机的具体参数有哪些呢

基本参数有：额定电压，额定功率，额定力矩，负载电流，负载转速，空载电流，空载转速，额定负载下大工作点效率及功率，阻尼系数，粘性阻尼系数，功率因数，反电动势系数，结构参数还有包括，定子槽数，矽钢片厚度，绕线方式等等。

永磁无刷电动机可以看做是一台用电子还相装置取代机械换相的直流电动机，永磁永磁直流无刷电动机结构直流无刷电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和电子换向电路组成。无论是结构或控制方式，永磁直流无刷电动机与传统的直流电动机都有很多相似之处：用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极；用具有多相绕组的定子取代电枢；用由固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换向器取代机械换向器和电刷。

三、退磁曲线的基本信息

退磁曲线(demagnetization curve)

常用磁通密度B，磁极化强度，或磁化强度M随外磁场强度H反向单调变化关系B—H，J—H或M—H曲线表示。退磁曲线所描述的是反磁化过程的前一段过程(图1)，为从剩余磁化强度Mr开始，M退到等于零的过程。它是磁性材料重要的特性曲线，因为由退磁曲线上确定的一些技术磁性参量是永磁合金不同应用的重要表征。主要技术磁性参量为：

剩余磁通密度剩余磁通密度(剩余磁感应强度)B’r[剩余磁极化强度J’r][剩余磁化强度M’r ]，即磁性合金中当外加磁场强度(包括自退磁场强度)为零时的磁通密度(磁感应强度)[磁极化强度][磁化强度]，一般，B’r=J’r=μ0M’r，单位为T。

顽磁Br对应于饱和状态退磁曲线上得到的剩余磁通密度值，单位为T。一般在永磁合金中，Br被简称为剩磁。

循环顽磁Brc对应于动态饱和回线上的剩余磁通密度值，单位为T。

剩磁比R’r在指定的磁场强度下，剩余磁通密度B’r与该场下大磁通密度Bm之比，R’r=B’r/Bm。对应于饱和磁化条件下的剩磁比为Rr=Rr/Bs，此值为无量纲。在半硬磁合金中R’r也被称为矩形比，它表示在外磁场去掉后合金中磁化强度保留的程度。

矫顽场强度H’CB[H’CJ][HCM]磁通密度B[磁极化强度J][磁化强度M]为零时的磁场强度、单位为A/m。如图1所示，矫顽场强度相应于磁通密度B[磁极化强度J][磁化强度M]的退磁曲线与H轴的交点的值。

矫顽力HCB[HCJ][HCM]相应于饱和状态退磁曲线上得到的矫顽场强度，单位为A/m。HCB通常称作磁感矫顽力，HCJ或HCM称作内禀矫顽力。

BH积(磁能积)在永磁体(永磁合金磁化后保持剩磁的磁体)的退磁曲线的任意点上磁通密度B与对应的磁场强度H的乘积。它是表征永磁合金单位体积对外产生的磁场中总储存能量的一个参数，单位为kJ/m3。单位体积永磁体在它产生的外磁场中储存的能量为W=BH/2。以永磁体的退磁曲线上各点的BH积值为横坐标，以对应点的磁通密度B为纵坐标而作出的曲线(图2)称为磁能积曲线(BH积曲线)。

大磁能积(BH)max在退磁曲线上得到的BH积的大值，单位为kJ/m3。在退磁曲线上确定大磁能积点的方法，通常有5种：(1)由磁能积曲线的大值确定。(2)由B-H退磁曲线上，于且与Br点分别作坐标横轴与纵轴的平行线，得交点P’，作原点O与该矩形对角点的连线0P’，它与退磁曲线相交于P点，P点对应的BH积可近似作为该退磁曲线上的大磁能积点。(3)在B-H第二象限内，备作一族B=(BH)/H的等磁能积双曲线，由同一坐标象限内退磁曲线与双曲线族的交切点，对应的双曲线的磁能积，即为大磁能积。(4)在J-H第二象限内，备作一族J=[(BH)+H]/H的等磁能积双曲线，由同一坐标象限内的l，一H退磁曲线与双曲线族的交切点，对应的双曲线的磁能积，即为大磁能积。(5)对于具有高HCJ高取向材料的J-H退磁曲线，在第二象限J=[(BH)+H ]/H的等磁能积双曲线，由2J/2H=0，可得低J值点和退磁曲线的交点Hd=Jd/2=(BHmax)；因此可以在J-H的第二象限内作H=J/2的斜线，它与退磁曲L线的交点d，即为大磁能积点。(BH)max=Hd=Jd4。

凸度因子γ永磁体的大磁能积(BH)max对顽磁Br，与矫顽力HCB乘积的比值，γ=(BH)max/BrHCB，此值为无量纲。γ被用来描述退磁曲线的形状。但是对于高矫顽力材料，上述定义很不实用，例如对于矫顽力HCB=Br/μ0的永磁合金，其凸度因子可能的大值为0.25。因此γ接近1并不能表示退磁曲线具有理想形状。因此附加一个凸度系数，γJ=(JH)max/BrHCJ，该系数的大理论值为1。

负载线永磁体磁化状态改变时，给定磁路中的永磁合金工作点的轨迹。永磁体在应用中通常作为一个开路元件，工作于某一磁路要求的退磁状态，若其退磁因子为N，在B-H退磁曲线的第二象限内，由原点作H=(N/1一N)B的直线，作为永磁体的负载线(图3)。

工作点永磁体的退磁曲线B-H与负载线的交点，它表示永磁体在工作时的磁化状态。通常工作点都设计在退磁曲线中大磁能积点的上方，而靠近该点。这样可尽量利用永磁体的储存能量，当受外磁场干扰时，其磁化强度或磁通密度又不至于下降得很多，保持磁性稳定。