高能球磨法及其在纳米晶磁性材料制备中的应用(二)

4 高能球磨在纳米晶磁性材料制备中的应用 4.1 纳米晶永磁材料的制备 理论预测纳米晶永磁材料具有很高的磁性能,因此近年来备受人们的关注.目前一般制备纳米晶永磁材料的主要方法有快淬法和高能球磨法两种.快淬法是先制备出非晶快淬薄带,然后用等温退火的方法来获得纳米晶材料.而高能球磨法制造纳米晶永磁材料,由于合金成分连续可调,制得粉体颗粒小,尺寸分布均匀,为软、硬磁相在纳米尺度内产生交换耦合提供了较为理想的微结构,比快淬法具有更高的磁性能,从而使其成为开发和研究高性能永磁材料的重要手段.     

永磁电机的设计及工艺简介(续)

三、永磁材料的稳定性及使用注意事项1.磁稳定性的基础及去磁因素影响永磁电机性能的因素有永磁材料的磁感应大小、磁稳定性及磁铁的工作点的稳定性等。永磁材料的磁稳定性可由充磁后的长期使用中的永磁材料的磁感应或气隙磁通的变化量,即时效变化的大小来评价。影响磁稳定性的因素可分为内部因素和外部因素。(1)内部去磁因素 1)磁性材料的金相组织的变化;2)磁后效(剩磁效应)。(2)外部去磁因素 1)温度效应;2)外去磁场作用;3)机械应力;4)接触强磁性体;5)射线效应。去磁因素对永磁电机的设计,工艺和使     

中华人民共和国国家标准磁性材料分类Classification for magnetic materials

本标准等效采用国际电工委员会((?)EC)标准404-1磁性材料第一部分,“磁性材料的分类”(1979年出版)。1.主题内容与适用范围1.1 主题内容术语“磁性材料”是指应用中要求具有铁磁性或亚铁磁性的一些物质。公认磁性材料分为两类,即软磁材料(矫顽力≤1kA/m),和永磁(硬磁)材料(矫顽力)1kA/m)。当分类合理时,可识别出其主要合金元素,材料的物理状态和性能以及上述特性间的关系。     

新兴的电工用磁性材料

本文介紹了在軟磁材料、硬磁材料及特殊用途磁性材料等方面的新发展,在軟磁材料中介紹了双取向性硅鋼片、各种坡莫合金及鉄鋁合金,在硬磁性材料中特别介紹了各向异性柱状結晶的鋁镍鈷磁鋼,也談到了其他新型永磁材料,如鉄氧体、銅鎳鉄,銅鎳鈷及維卡合金等。     

软磁合金铁芯的热处理

一、引言电流互感器、电压互感器、各种变压器、扼流圈、交直流变换器、铁芯电感器、磁头和磁放大器等电工仪表行业中广泛使用的磁性器件,他们主要由作为导电材料的漆包铜线和作为导磁材料的各种软磁铁芯构成。软磁铁芯的热处理是保证性能的关键技术之一。软磁材料一般是指矫顽力H_e低于120A/m的磁性材料,例如软磁铁氧体、金属软磁材料等。金属软磁材料最常用的如Fe—Si。Fe—     

永磁记忆电机调磁控制系统的设计及实验测试

基于永磁材料磁滞特性，研制了一套适用于永磁记忆电机的永磁体调磁控制系统。分析了永磁体的调磁特性，针对永磁体调磁所需的瞬时强磁场特点，设计和制作了永磁体调磁控制系统的硬件电路。通过搭建软件仿真和硬件测试平台，完成永磁记忆电机内永磁体调磁控制的实验测试和分析。实验结果表明，该永磁记忆电机调磁控制系统具有实时性、精准性和有效性的特点。     

瓦形磁钢永磁直流电动机的磁路分析

目前,大多数微型永磁直流电动机所用的永磁材料以铁氧体为多,也有采用稀土永磁材料的。而永磁体的结构型式大多为瓦形,该结构形状简单,漏磁系数σ_0低,制造方便,对微小型电机尤其合适。 1.磁路分析瓦形磁钢直接粘在定子壳体上,磁钢可以做得很薄,磁路结构也简单。若不考虑磁铁本身的漏磁     

永磁铁氧体的充磁极头设计及其对电机性能的影响

永磁体磁性能是否充分得到发挥,不仅影响永磁电机的磁路尺寸和外形尺寸,而且也影响永磁电机的性能指标和运行特性。由于铁氧体材料在永磁电机中的广泛应用,对提高永磁体磁性能的有关传统或新兴技术、理论的研究也日益深入,且具有广泛前景。其中对永磁体充磁的研究也受到了重视。本文从对永磁铁氧体材料特性、电机中磁密分布波形的分析,给出充磁极头具体设计和选择方法。同时提出对永磁体连续重复     

基于复合磁性材料的磁饱和限流器性能优化设计及HVDC系统应用

永磁偏磁型直流限流器(permanent magnet biased saturated core fault current limiter,PMFCL),简称永磁限流器,是一种有效解决柔性直流输电系统短路电流问题的技术手段。传统永磁限流器存在电感变化速度不快、变化倍数较小和永磁体退磁风险问题。针对上述问题,提出一种基于复合磁性材料的永磁偏磁型磁饱和限流器(hybrid soft magnetic material saturated core fault current limiter,HMFCL),具有响应速度快、阻抗增益倍数高和退磁风险低的优点。首先,深入分析传统永磁限流器性能存在缺陷的本质原因,建立等效电磁路方程,结合纳米非晶及硅钢片各自的性能特征,重构磁路拓扑结构以降低永磁体占磁性材料比例,提出复合磁性材料的三柱式永磁限流器拓扑结构,在确保永磁体工作稳定性的前提下,大大提高永磁限流器性能;其次,开展限流器本体参数分析设计及多组仿真分析工作;最后,搭建试验平台并开展试验验证。仿真和试验结果表明所提出的基于复合磁性材料的三柱式永磁限流器电感变化倍数较传统限流器提升3.5倍,故障电流水平降低50%。     

MnBi永磁合金研究进展

Mn Bi合金具有显著的铁磁性及磁光效应,可用作永磁和磁光存储材料。Mn Bi磁性合金具有高的室温单轴磁各向异性和反常的正的矫顽力温度系数,有希望成为高温应用(~200℃)磁性材料而引起了广泛关注。但由于其相转变的复杂性,制备高纯度、高磁性能的Mn Bi合金仍存在一定的难度。近年来许多研究者对Mn Bi磁性合金的热处理工艺、制备工艺以及复合磁体等方面进行了一系列的研究。截至目前,已经基本可以批量化生产高纯高性能Mn Bi磁粉,同时所制备Mn Bi单相合金的最大磁能积(BH)max已经达到了8.4 MGOe,所制备Mn Bi复合磁体的最大磁能积(BH)max也达到了最高的18 MGOe。这些研究极大地促进了Mn Bi磁体的发展,为Mn Bi永磁体的工业化生产应用奠定了基础。本文综述了近年来高性能Mn Bi永磁材料的研究进展。     

新型磁流体水平传感器的研究与设计

磁流体作为一种新型的功能材料,兼具流动性和磁性,并具有许多独特的性质。利用永磁体在磁流体中受到二阶浮力可悬浮的特性,设计了一种新型的一维磁流体水平传感器。该磁流体水平传感器由外壳、芯体、磁流体和永磁体构成,芯体采用永磁体和铁芯组合而成。将芯体置入外壳中,在芯体两端部永磁体与外壳内壁间注入磁流体,磁流体产生二阶浮力使芯体径向稳定悬浮于外壳中,外壳端部永磁体与芯体端部永磁体间的磁斥力提供芯体轴向的回复力使芯体处于轴向平衡位置。当传感器偏离水平位置时,芯体将产生轴向位移并反映出倾角的大小。芯体中的铁芯和外部的电感线圈,可实现芯体位移的亚微米级检测。理论分析了其原理,设计并制作了实验样机。实验结果表明,-10~10°倾角范围内,检测分辨率可达0.03°。     

基于软磁复合材料的超高速永磁同步电机电磁设计分析

软磁复合(SMC)材料因其材料特性及微观结构特点,具有涡流损耗系数低、各向同性等优点,适用于超高速永磁同步电机(PMSM)设计,可以有效降低电机铁耗。以1台额定转速4000 r/min、额定频率533.33 Hz的PMSM为例,从电磁特性、铁耗分析计算等角度对SMC材料及硅钢片进行对比分析及有限元仿真计算,通过样机试验验证SMC材料分析结果的有效性。利用该分析方法,以1台采用SMC材料的120000 r/min的超高速PMSM为例,对比分析不同极槽配合对电磁性能的影响,对SMC材料应用于超高速PMSM提供一定的指导。     

基于槽极比选择的切向永磁同步电机永磁体涡流损耗抑制措施

为抑制切向永磁同步电机的永磁体涡流损耗,基于麦克斯韦方程和本构方程,对永磁体形状进行近似假设,构建了永磁体涡流损耗的估算模型。使用一种基于卡特系数概念的磁导函数来估算由于定子开槽引起的槽下磁感应强度变化。基于五台槽极比分别为1.05、1.20、1.30、2.40和3.60的电机设计方案对理论分析结论进行了验证。在负载电流和两倍负载电流下,分析永磁体损耗,得到了每台电机的径向气隙磁密曲线及其谐波含量。考虑到增加槽极比对定子铁耗和永磁体涡流损耗的削弱效果,给出了电机槽极比选择策略。研究结果表明,增加槽极比能减弱定子槽下磁感应强度变化,从而抑制气隙磁场中低次谐波含量,减小永磁体涡流损耗,使电机运行更加可靠,但也会引入更多高次谐波,从而增加定子铁耗。     

考虑铁心饱和的内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算

准确分析电机结构以及磁饱和等因素对气隙磁场分布的影响是永磁电机设计、优化的关键。以分数槽集中绕组内置式永磁同步电机(FSCW-IPMSM)为研究对象,根据磁路分析方法和FSCW的分布规律,分别得到了考虑转子磁桥漏磁的空载永磁磁场解析模型和电枢反应磁场的解析表达式。考虑到定子齿槽结构以及转子内部永磁体分布,利用相对气隙磁导,将定子开槽和转子凸极对气隙磁场的影响考虑在内。重点结合定子铁心材料的B-H磁化曲线、定子铁心局部磁饱和特性引入铁心等效磁阻与动态磁导率来考虑定子铁心磁饱和对负载气隙磁场的影响。最后,有限元仿真和样机试验结果验证了理论分析的准确性,为该类电机的电磁设计和性能分析提供了理论基础。     

永磁体预偏磁功率电感永磁结构分析

磁元件在各种功率变换器中一直有着不可替代的作用,如电感在电路中起到储能、滤波等作用,并且其体积占据的比重也较大,因此磁元件的优化设计备受关注,永磁体偏磁技术的出现为其开辟了一条新的途径。永磁体偏磁技术不仅可以提高磁元件的抗饱和能力,也有助于减小磁元件的体积。针对现有偏磁方案的不足,以Boost电感为例,建立电感的磁路模型进行分析,得到电感各个磁路上的参数设计要求,防止磁芯退磁,提高电感元件工作的稳定性,最终设计出新型的偏磁方案模型。对比几种优化结构,采用钕铁硼作为永磁体材料,用高饱和磁密的磁芯材料把永磁体和电感磁芯隔离开,避免局部饱和,并且当支路磁芯体积较大、永磁体夹在两个支路磁芯中间时,该结构的效果较好。同时还对引入短路环进行损耗分析。当下功率变换器不断朝着轻量化、小型化、高功率密度化方向发展,永磁体预偏磁技术为其增加了更多的可能性。     

新型永磁操动机构智能交流接触器的研究

设计了一种永磁操动机构智能交流接触器,提出了新型单线圈单稳态永磁操动机构,在U刑静铁心曲端各安装一块永磁铁,增强了电磁力,减轻了动铁心重量。采用ANSYS对操动机构磁场的分布特性及电磁力进行了分析和仿真测试。设计了具有欠压保护功能的智能控制单元。该项研究降低了接触器分、合闸电流,节能效果良好。     

微晶合金磁芯材料在逆变电源中的应用

目前微晶合金软磁材料已制成各种各样的磁性器件以替代传统硅钢、铁氧体和坡莫合金等磁性材料,介绍了微晶合金材料的磁性能,并与传统磁性材料进行对比分析,在逆变电源中,尤其在焊机逆变电源主变设计,普遍采用微晶合金为主变压器铁芯,并逐渐应用于电力电子工业及电力技术领域中。     

高性能永磁材料磁性测量若干问题探讨

随着高性能永磁材料(如粘结磁体及纳米晶交换耦合磁体等新材料)的出现,用传统的基于对低矫顽力材料研究而发展起来的永磁测量方法来测量这些材料时出现了许多新的问题,如取样、均匀磁化、饱和磁化及磁场的测量方式等。这些问题的研究和再认识,对新材料的研究和发展具有重要意义。本文就一些问题进行了定性分析,并提出了解决这些问题的方法和途径。     

基于裂比的非晶合金永磁电机设计技术

非晶合金材料电磁性能优异,应用于电机领域能显著降低电机铁心损耗,提高电机效率。针对非晶合金材料的特点,基于永磁电机基本设计理论,推导了非晶合金电机铜耗与铁心损耗的解析表达式。基于非晶合金永磁电机损耗的解析表达式对非晶合金永磁电机裂比(定子内外径之比)、磁密比值(气隙磁密与铁心磁密之比)的设计进行了研究,得出了非晶合金永磁电机裂比、磁密比值的设计规律。在对非晶合金永磁电机设计规律研究的基础上完成了一台非晶合金永磁电机的设计并进行了试验。所做的研究对非晶合金电机的设计及优化具有一定的参考价值。     

基于复合磁性槽楔的PMLSM推力波动抑制

永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)存在齿槽力,影响电机的控制性能。 本文提出一 种基于软磁、硬磁材料混搭的新型复合磁性槽楔结构(composite magnetic slot wedge,CMSW),能有效抑制 PMLSM 推力波动。 首 先,分析了单一磁性槽楔的材料、尺寸和空间位置分布对 PMLSM 输出推力和推力波动的变化规律。 然后,研究新型复合磁性 槽楔的软磁、硬磁材料配比和位置分布,对电机输出推力、推力波动和齿槽力等电磁性能的影响。 以最大推力和推力波动最小 为优化目标,利用正交优化法对复合磁性槽楔的尺寸进行优化。 研究表明,采用新型复合磁性槽楔可有效降低推力波动和损 耗,推力波动降低 79. 4%,而平均推力基本不变,为 PMLSM 推力波动抑制提供新的技术途径。