（18）粘结铁基稀土NdFeB磁体永磁的特点



工艺简单，适合批量生产 成本较低 可机加工 良好的热和化学稳定性 成型尺寸精度高 直线退磁特性 较低的磁特性
（19）粘结NdFeB磁体的磁特性及物理特性
2、永磁磁路及永磁磁路的基本定律
（1）永磁磁路

磁路：磁通所经过的路径

各类电机的磁路基本一致

第三代稀土永磁：钕铁硼永磁（NdFeB)

1983年日本住友公司和美国通用汽车公司发现 最大磁能积达431.3kj/m3 （54.2MG • Oe）
（4） 稀土永磁材料的分类

按成型方法：烧结稀土永磁 粘结稀土永磁 按元素组成：钴基稀土永磁 铁基稀土永磁

（5）铁磁材料的磁化过程

物质的磁化是由于 其内部的分子电流 转向后合成磁矩不 等于零所致。 起始磁化曲线 磁化过程 磁滞回线
3、稀土永磁电机磁路的基本结构形式

串联磁路和并联磁路 径向励磁、切向励磁和轴向励磁 拼块式结构 混合励磁结构
径向励磁的串联磁路
径向励磁的串联磁路
模型
空载场磁力 线
切向励磁的并联磁路
轴向励磁磁路
单永磁转子盘、单定子盘
中间定子盘、两 端永磁转子盘


（3） 稀土永磁材料的发展

第一代稀土永磁：1:5型钐钴永磁（RCo5）

1967年美国K.J.Strnat教授发现 最大磁能积达199kj/m3 （ 25MG • Oe）

第二代稀土永磁： 2:17型钐钴永磁（R2Co17）

1973年出现 最大磁能积达258.6kj/m3 （ 32.5MG • Oe）
HdL I
L
H L I
i 1 n i i
n
F N I
i 1 i j 1 j
K
j
(3) 磁路和电路的相似性和不同性
磁路和电路的不同之处：



有绝缘材料，没有绝磁材料 磁通路经难以约束 漏磁—修正磁路第一、第二定律 磁路欧姆定律只适合线性铁磁材料 没有磁断路现象

（B•H）max=Br • Hc/4
（11）内禀矫顽力Hci

饱和时，当剩余磁化 强度Mr降到零时所需 要的反向磁场强度

决定磁体的温度稳定 性
代表抗外磁场干扰的 能力

内禀矫顽力Hci的物理意义

退磁曲线上任一点的磁能 积——向外磁路提供的磁场 能量
内禀退磁曲线上任一点的磁

能积——内部储藏的磁场能 量 外磁场为Hc时，B=0，磁体 不向外提供能量，但磁体本 身仍有能量 外磁场为Hci时，M=0，磁 体被退磁，磁体完全无能量 Hci真正代表磁体拥有磁场 能量和抗外磁场的能力



（12）温度系数

类别：

剩磁感应强度温度系数Br 矫顽力温度系数 Hc 内禀矫顽力温度系数 Hci 温度变化1°C时，性能可逆变化的百分比

定义：

Br (t1 ) Br (t0 ) 1 Br 100% Br (t0 ) (t1 t0 )
（13）不可逆损失
3.1
永磁材料及永磁磁路基础
电机—以磁场为媒介进行机械能和电能 相互转换的电磁装置 磁场的产生：1、电励磁 2、永磁
1、永磁材料综述与扩展
（1）铁磁材料包括以下三种材料：

软磁材料

矫顽力小于100A/m 作为导磁部件：定转子冲片等 矫顽力为100-1000A/m 磁滞材料：磁滞电机的转子 矫顽力大于1000A/m 作为磁源：永磁材料
饱和时，去掉外磁场时 的磁感应强度Br 愈大愈好


（9）矫顽力Hc

饱和时，当磁感应强 度降到零时所需要的 反向磁场强度

代表抗外磁场干扰的 能力
Hc愈大，磁体在磁化 方向的厚度可以愈小

（10）最大磁能积（B•H）max

表示磁体向外磁路提供 的磁场能量 决定于三个因素：


剩余磁感应强度Br 矫顽力Hc 形状系数
（14）烧结钴基（稀土钴）、烧结铁基（钕铁硼） 永磁体退磁曲线随温度变化
烧结钴基永磁体退磁曲线随温度变化 Br=0.03~0.05%/ °C Hci=0.2~0.4%/ °C 温度稳定性稍好


பைடு நூலகம்
烧结铁基永磁体退磁曲线随温度变化

Br=0.08~0.13%/ °C Hci=0.5~0.65%/ °C 温度稳定性较差

半硬磁材料


硬磁材料

（2）永磁材料的发展

20世纪30年代：铝镍钴永磁出现 最大磁能积达85kj/m3（10.7MG • Oe） 20世纪50年代：铁氧体永磁出现 最大磁能积达40kj/m3 （4.1MG • Oe） 20世纪60~80年代：稀土永磁出现 最大磁能积达431.3kj/m3（54.2MG • Oe）

永磁电机磁路的构成

永磁体：磁势源 软磁材料：导磁部件 气隙：能量转换的主要空间
（2）永磁磁路的基本定律
永磁磁路的基本定律同电励磁磁路的基本定律相同，包括：

磁路第一定理
通过任一闭合曲面S的磁通量等于零

i 1 s
n
i
0
BdS 0

磁路第二定理
任一闭合磁路中，各段磁压降的代数和 总等于各段磁动势的代数和。

类别：

剩磁感应强度不可逆损失 矫顽力不可逆损失 内禀矫顽力不可逆损失 从室温开始，经加热（或冷却）再回到室 温时磁性能变化的百分比

定义：

Br (t0 ) Br (t0 ) Br 100% Br (t0 )
影响温度系数和不可逆损失的因素

材料成分 成型方法 温度变化范围

（15）第一、第二代烧结钴基稀土永磁的特点

高的磁特性 直线退磁特性 耐高温 温度稳定性较好 较脆，不能车、铣等机加工 价格较贵
（16）烧结铁基稀土永磁的特点



最高的磁特性 直线退磁特性 耐高温性稍差 温度稳定性稍差 较脆，不能车、铣等机加工 易氧化 价格较低

（6）稀土永磁材料的退磁曲线

第二象限的一段直线 磁化强度M 表示物质的 磁化程度。
B 0 ( H M )

0 真空磁导率
（7）稀土永磁材料的特性
剩余磁感应强度Br 矫顽力Hc 内禀矫顽力Hci 最大磁能积（B•H）max 温度系数 不可逆损失




（8）剩余磁感应强度Br