永磁體基本性能參數(shù)

1、-作者xxxx-日期xxxx永磁體基本性能參數(shù)【精品文檔】永磁體基本性能參數(shù)永磁材料：永磁材料被外加磁場(chǎng)磁化后磁性不消失，可對(duì)外部空間提供穩(wěn)定磁場(chǎng)。釹鐵硼永磁體常用的衡量指標(biāo)有以下四種：將一個(gè)磁體在閉路環(huán)境下被外磁場(chǎng)充磁到技術(shù)飽和后撤消外磁場(chǎng)，此時(shí)磁體表現(xiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度我們稱(chēng)之為剩磁。它表示磁體所能提供的最大的磁通值。從退磁曲線上可見(jiàn)，它對(duì)應(yīng)于氣隙為零時(shí)的情況，故在實(shí)際磁路中磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度都小于剩磁。釹鐵硼是現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的Br最高的實(shí)用永磁材料。磁感矯頑力（Hcb）單位是安/米（A/m）和奧斯特（Oe）或1 Oe處于技術(shù)飽和磁化后的磁體在被反向充磁時(shí)，使磁感應(yīng)強(qiáng)度降為零所需反向磁場(chǎng)強(qiáng)度的值稱(chēng)之為磁

2、感矯頑力（Hcb）。但此時(shí)磁體的磁化強(qiáng)度并不為零，只是所加的反向磁場(chǎng)與磁體的磁化強(qiáng)度作用相互抵消。（對(duì)外磁感應(yīng)強(qiáng)度表現(xiàn)為零）此時(shí)若撤消外磁場(chǎng)，磁體仍具有一定的磁性能。釹鐵硼的矯頑力一般是11000Oe以上。內(nèi)稟矯頑力（Hcj）單位是安/米（A/m）和奧斯特（Oe）1 Oe使磁體的磁化強(qiáng)度降為零所需施加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度，我們稱(chēng)之為內(nèi)稟矯頑力。內(nèi)稟矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個(gè)物理量，如果外加的磁場(chǎng)等于磁體的內(nèi)稟矯頑力，磁體的磁性將會(huì)基本消除。釹鐵硼的Hcj會(huì)隨著溫度的升高而降低所以需要工作在高溫環(huán)境下時(shí)應(yīng)該選擇高Hcj的牌號(hào)。磁能積(BH)單位為焦/米3（J/m3）或高奧（GOe） 1 MGOe

3、7. 96k J/m3退磁曲線上任何一點(diǎn)的B和H的乘積既BH我們稱(chēng)為磁能積,而B(niǎo)×H的最大值稱(chēng)之為最大磁能積(BH)max。磁能積是恒量磁體所儲(chǔ)存能量大小的重要參數(shù)之一，(BH)max越大說(shuō)明磁體蘊(yùn)含的磁能量越大。設(shè)計(jì)磁路時(shí)要盡可能使磁體的工作點(diǎn)處在最大磁能積所對(duì)應(yīng)的B和H附近。各向同性磁體：任何方向磁性能都相同的磁體。各向異性磁體：不同方向上磁性能會(huì)有不同；且存在一個(gè)方向，在該方向取向時(shí)所得磁性能最高的磁體。燒結(jié)釹鐵硼永磁體是各向異性磁體。取向方向：各向異性的磁體能獲得最佳磁性能的方向稱(chēng)為磁體的取向方向。也稱(chēng)作 “取向軸”，“易磁化軸”。磁場(chǎng)強(qiáng)度：指空間某處磁場(chǎng)的大小，用H表示，它

4、的單位是安/米（A/m），也有用奧斯特（Oe）作單位的。磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義是：B=0(H+M)，其中H和M分別是磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，而0是真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱(chēng)為磁通密度，即單位面積內(nèi)的磁通量。單位是特斯拉（T）。磁化強(qiáng)度：指材料內(nèi)部單位體積的磁矩矢量和，用M表示，單位是安/米（A/m）。它與磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度有如下關(guān)系 B=(M+H)0 在各向同性線性媒質(zhì)中，磁化強(qiáng)度M和磁場(chǎng)強(qiáng)度H成正比，MXmH, Xm是磁化率。上式可改寫(xiě)成 B=(1+Xm)0Hr0HH式中r0稱(chēng)媒質(zhì)的磁導(dǎo)率；r=1+m稱(chēng)媒質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率，為一純數(shù)。磁通：給定面積內(nèi)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻分布于

5、磁體表面A時(shí)，磁通的一般算式為 =B×A。磁通的SI單位是麥克斯韋。相對(duì)磁導(dǎo)率：媒介磁導(dǎo)率相對(duì)于真空磁導(dǎo)率的比值，即r = /o。在CGS單位制中，o=1。另外，空氣的相對(duì)磁導(dǎo)率在實(shí)際使用中往往值取為1，另外銅、鋁和不銹鋼材料的相對(duì)磁導(dǎo)率也近似為1。磁導(dǎo)：磁通與磁動(dòng)勢(shì)F的比值，類(lèi)似于電路中的電導(dǎo)。是反映材料導(dǎo)磁能力的一個(gè)物理量。磁導(dǎo)系數(shù)Pc ：又為退磁系數(shù)，在退磁曲線上，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bd與磁場(chǎng)強(qiáng)度Hd的比率，即Pc =Bd/Hd，磁導(dǎo)系數(shù)可用來(lái)估計(jì)各種條件下的磁通值。對(duì)于孤立磁體Pc只與磁體的尺寸有關(guān)，退磁曲線和Pc線的交點(diǎn)就是磁體的工作點(diǎn)，Pc越大磁體工作點(diǎn)越高，越不容易被退磁。一般

6、情況下對(duì)于一個(gè)孤立磁體取向長(zhǎng)度相對(duì)越大Pc越大。因此Pc是永磁磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的物理量。磁滯回線 當(dāng)鐵磁質(zhì)的磁化達(dá)到飽和之后，B將不再明顯增加而趨于定值Bs， Bs為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，此時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度Hs稱(chēng)為飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度。此后將H減小，B也隨之減小，但滯后于H的減小，當(dāng)H=0時(shí)，B并不為零，其值Br叫乘余磁感應(yīng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)剩磁。欲使B亦變?yōu)榱?，必須加反向磁?chǎng)，當(dāng)H=-Hc時(shí)，B值變?yōu)榱?，鐵磁材料完全退磁，稱(chēng)Hc為該材料的矯頑力。如果反向磁場(chǎng)繼續(xù)增大，鐵磁材料將反向磁化，當(dāng)H=-HM時(shí)，磁化達(dá)到飽和B=-Bs，此后若減小反向磁場(chǎng)，使H=0，則B=-Br，當(dāng)H=Hc時(shí)，B=0，至H=Hs時(shí)，B=Bs

7、?；氐秸蝻柡蜖顟B(tài)。這樣便經(jīng)歷了一個(gè)循環(huán)過(guò)程，B隨H變化而形成一閉合曲線，稱(chēng)為鐵磁材料的磁滯回線，如下圖所示1、矯頑力，內(nèi)稟矯頑力？在永磁材料的退磁曲線上，當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值bHc時(shí)，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，稱(chēng)該反向磁場(chǎng)H值為該材料的矯頑力bHc；在反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí)，磁體對(duì)外不顯示磁通，因此矯頑力bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)的能力。矯頑力bHc是磁路設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要參量之一。當(dāng)反向磁場(chǎng)H= bHc時(shí)，雖然磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B為0，磁體對(duì)外不顯示磁通，但磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和往往并不為0，也就是說(shuō)此時(shí)磁體的磁極化強(qiáng)度J在原來(lái)的方向往往仍保持一個(gè)較大的值。因此

8、，bHc還不足以表征磁體的內(nèi)稟磁特性；當(dāng)反向磁場(chǎng)H增大到某一值jHc時(shí)，磁體內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和為0，稱(chēng)該反向磁場(chǎng)H值為該材料的內(nèi)稟矯頑力jHc。內(nèi)稟矯頑力jHc是永磁材料的一個(gè)非常重要的物理參量，對(duì)于jHc遠(yuǎn)大于bHc的磁體，當(dāng)反向磁場(chǎng)H大于bHc但小于jHc時(shí)，雖然此時(shí)磁體已被退磁到磁感應(yīng)強(qiáng)度B反向的程度，但在反向磁場(chǎng)H撤消后，磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度B仍能因內(nèi)部的微觀磁偶極矩的矢量和處在原來(lái)方向而回到原來(lái)的方向。也就是說(shuō)，只要反向磁場(chǎng)H還未達(dá)到j(luò)Hc，永磁材料便尚未被完全退磁。因此，內(nèi)稟矯頑力jHc是表征永磁材料抵抗外部反向磁場(chǎng)或其它退磁效應(yīng)，以保持其原始磁化狀態(tài)能力的一個(gè)主要指標(biāo)。矯頑力

9、bHc和內(nèi)稟矯頑力jHc的單位與磁場(chǎng)強(qiáng)度單位相同。一般磁性材料的性能可以通過(guò)其四個(gè)參數(shù)來(lái)加以表述，即剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度（簡(jiǎn)稱(chēng)剩磁）Br（單位高斯Gs或毫特mT，1mT=10Gs），矯頑力Hcb（單位奧斯特Oe），內(nèi)稟矯頑力Hcj（單位奧斯特Oe），最大磁能積（BH）max（單位兆高奧MGOe）,其中Br, Hcj, max三參數(shù)又是最直接的表示。Br, Hcj, max三者的相互關(guān)系Br的大小一般可認(rèn)為能表明磁件充磁后的表面磁場(chǎng)的高低；Hcj的大小可說(shuō)明磁件充磁后抗退磁及耐溫高低的能力；max是Br與Hcj乘積的最大值，它的大小直接表明了磁體的性能高低。 一般來(lái)說(shuō)，max 相近的磁體中，Br高，H

10、cj就偏低；Hcj高，Br就偏低。我們不能以Br, Hcj, max的高低來(lái)決定其好壞，要以產(chǎn)品的用途、所需的特性來(lái)確定三者的高低；即使在同等max值的條件下，也要看產(chǎn)品的用途、充磁的要求來(lái)決定采用高Br值、低Hcj，還是反之。在同等的條件下，即相同尺寸、相同極數(shù)和相同的充磁電壓，磁能積高的磁件所獲得的表磁也高，但在相同的max值時(shí)，Br和Hcj的高低對(duì)充磁有以下影響：Br高，Hcj低：在同等充磁電壓下，能得到較高的表磁；Br低，Hcj高：要得到相同表磁，需用較高充磁電壓；對(duì)于多極充磁，要采用Br高Hcj低的磁粉，而對(duì)于磁瓦，一般采用Hcj高Br低的磁粉，這是由于磁瓦用于的電機(jī)在使用中要承受較

11、大的去磁電流和過(guò)載。2、剩磁永磁材料在閉路狀態(tài)下經(jīng)外磁場(chǎng)磁化至飽和后，再撤消外磁場(chǎng)時(shí)，永磁材料的磁極化強(qiáng)度J和內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不會(huì)因外磁場(chǎng)H的消失而消失，而會(huì)保持一定大小的值，該值即稱(chēng)為該材料的剩余磁極化強(qiáng)度Jr和剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br，統(tǒng)稱(chēng)剩磁。3、磁極化強(qiáng)度(J)，磁化強(qiáng)度(M)現(xiàn)代磁學(xué)研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。磁性材料也不例外，其鐵磁現(xiàn)象是起源于材料內(nèi)部原子的核外電子運(yùn)動(dòng)形成的微電流，亦稱(chēng)分子電流。這些微電流的集合效應(yīng)使得材料對(duì)外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因?yàn)槊恳粋€(gè)微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個(gè)單位微電流稱(chēng)為一個(gè)磁偶極子。定義在真空中每單位外磁場(chǎng)對(duì)一個(gè)磁偶極子產(chǎn)生的最大力矩為磁偶極矩pm，每單位材料體積內(nèi)磁偶極矩的矢量和為磁極化強(qiáng)度J，其單位為T(mén)（特斯拉，在CGS單位