两相纳米晶稀土永磁材料的研究进展

两相纳米晶复合交换耦合稀土永磁材料由于具有高剩磁、高磁能积、高矫顽力和相对低的稀土含量等优点而成为当前国际上研制新一代稀土永磁材料的主要途径。文章综述了其理论模型、磁特性和加工方法，以及存在的问题和发展前景。     

新型稀土铁永磁材料R-Fe-N的磁性研究

本文介绍了稀土铁永磁材料R-Fe-N的制备方法和晶体结构,同时深入分析和研究了新型稀土永磁材料R_2Fe_(17)N_z和R(Fe_(12-y)M_y)N_D的内禀磁性,从中反映了目前国际上永磁材料研究进展和前沿。     

永磁偏置的磁力轴承的研究

对永久磁铁产生的偏置磁场进行了分析，并将永久磁铁产生的磁力与电磁铁产生的磁力进行对比；分析了永磁偏置磁力轴承的结构，为永磁偏置磁力轴承的工程实用做了理论基础工作．     

空心式永磁直线伺服电机气隙磁场及推力分析

通过解析法和有限元法对双边空心式永磁直线伺服电机的磁场和推力特性进行了分析.采用等效磁化强度法,将永磁体等效为磁化强度分布函数,建立磁场向量磁位的微分方程组并采用分离变量法进行求解,推导出磁通密度的解析公式.同时采用Ansoft Maxwell软件对电机磁场进行了有限元分析,结果证明磁通密度解析公式是准确的.针对5极/3线圈短距绕组结构的电机,推导出电机动态推力的解析公式,解析法推力计算结果与有限元法计算结果的相对误差为3.28%,证明推力解析公式是准确的.推力解析公式表明,当电机电枢电流为正弦电流时,电机推力仅含有6倍频的谐波分量,且推力波动小.气隙磁场和推力解析公式有助于分析电机磁场分布和推力波动情况,为电机优化设计提供基础.     

Removing iron by magnetic separation from a potash feldspar ore

A new permanent magnetic separator was introduced to treat the ores with the characteristics of weak magnetic iron minerals and in a fine size range. The new machine was applied to the iron removal from potash feldspar. The effects of the magnetic field intensity, pulp density and grinding fineness on the iron removal were investigated. The optimized operation parameters were achieved and listed as follows: the ?0.074 mm content is 85%, the pulp density is 45% and the magnetic field strength is 2T. A close test of middles regrinding was also carried out to improve concentrate yield. The data show that the grade of TFe(total iron) in potash feldspar product decreased from 1.31% to 0.21% and the concentrate yield reached 85.32%. All the results indicated that the traditonal high-intensity electromagnetic separators can be betterly substituted by the new permanent magnetic separator. This study may provide the theoretical evidence for iron removal from potash feldspar.     

基于场路耦合时步有限元法的高速无轴承永磁同步电机电磁分析

无轴承永磁同步电机气隙磁场谐波关系复杂,难以实现高速悬浮运行.在分析其悬浮控制机理基础上,研究了静态气隙磁场分布,采用傅里叶变换,比较了不同永磁体磁化方式下的气隙磁密和高次谐波,得出永磁体采用分块结构消除高次谐波的实际效果;基于参数化有限元法,计算了悬浮力随悬浮绕组电流变化关系;对于瞬态磁场,采用场路耦合时步有限元法对转速为12 000 r/min,输出功率为4.3 kW的无轴承永磁同步电机进行瞬态分析,计算了定子绕组空载反电动势波形,并验证了无轴承永磁同步电机悬浮控制机理.结合实验数据,验证了理论分析的正确性和有效性.     

矩形永磁体三维磁场空间分布

针对矩形永磁体的静磁分布问题,测量了矩形磁体空间的磁场分布,分析了三维磁场分布形态,得到了单磁体磁化方向分量以及磁化方向的垂直方向分量沿不同坐标轴的量值分布.并且得出了相斥双磁体磁场及相吸双磁体磁场各分量的空间分布形态及分布特征,验证了磁场空间矢量叠加的性质.     

多核过渡-稀土混合金属单分子磁体簇合物的研究进展

过渡-稀土混合金属单分子磁体簇合物近几年已引起越来越多国内外科研人员的重视,原因在于磁各向异性较大的稀土离子引入到过渡金属簇合物中可提高单分子磁体的能垒及其阻塞温度.锰、铁、钴、镍、锌等金属盐与磁各向异性较大的稀土离子在适当配体存在下反应可制得相应的混合金属簇合物.通过文献调研发现,锰-稀土簇合物中至少有一个磁各向异性较大的三价锰离子,合成出的主要有环状八核、线形三核、铃形十三核等化合物;铁-稀土簇合物仅有少数被合成出来,可能由于其结晶比较困难且有微量的顺磁性铁离子夹杂在晶体中;钴-稀土簇合物中钴和稀土离子都有较大的磁各向异性,两种离子混合可进一步提高磁各向异性;此外,镍或锌与稀土形成的簇合物也有一些文献报道.该综述可为人们设计更高能垒的单分子磁体簇合物提供更加广阔的研究思路.     

高矫顽力烧结钕铁硼永磁研究进展

烧结钕铁硼稀土永磁具有超高的磁性能,但是居里温度较低,使其在高温领域的应用受到一定的限制.新能源汽车、风力发电等新兴产业的快速发展,大幅拉升了对耐高温烧结钕铁硼的市场需求.因此,为了提高钕铁硼材料的使用温度,通过开发新技术来提高烧结钕铁硼矫顽力;同时,为了降低产品成本和对重稀土金属的消耗,开发低Dy或无Dy的高矫顽力烧结钕铁硼磁体成为目前的研究热点.研究发现,采用细化晶粒技术、晶界扩散技术以及晶界掺杂技术均能不同程度地提高钕铁硼磁体的矫顽力.综述了这3种新技术的最新研究进展.     

Mg纳米粉对钕铁硼磁性和热稳定性的影响

为了提高烧结NdFeB磁体的磁性能和热稳定性,采用二元合金法添加Mg纳米粉制备了NdFeB材料.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和永磁特性测试仪对烧结NdFeB磁体的微观结构、磁性能和热稳定性进行了分析.结果表明,随着Mg纳米粉含量的增加,NdFeB磁体的矫顽力、剩磁和最大磁能积逐渐升高.当添加的Mg纳米粉的质量分数为0.1%时,NdFeB磁体的磁性能达到最优.添加质量分数为0.1%的Mg纳米粉后,NdFeB磁体的剩磁具有最大值.当温度处于100~150℃范围内时,矫顽力的温度系数降低,因而矫顽力的热损失幅度减小.     

铸造-热变形Nd-Fe-B永磁合金显微组织及性能的研究

对铸造NdFeB磁体进行了不同变形温度、不同变形量的热压及压后热处理的实验.研究了不同工艺下磁体的显微组织以及与磁性能的关系.结果表明,NdFeB永磁合金的磁性能和磁体的微观组织有密切关系.铸态组织对制造铸造-热压NdFeB永磁材料具有重要的影响,最终组织晶粒细小、均匀,主相被富Nd相薄层包围,晶界平直,高C轴取向,可以获得高磁性所要求的微观组织.     

复变函数法在磁选机磁场边值问题中的应用

阐述了复变函数法研究磁选机磁场分布的分析思路和方法;经过各种初等变换得到了简洁明了的干式强磁场对辊磁选机的磁场分布函数,计算结果表明,较好地揭示了该磁选机的磁场分布规律。     

稀土起重永磁吊的设计原理

通过对稀土起重永磁吊研制过程的总结和研究 ,系统地论述了稀土起重永磁吊的设计原理 :①永磁体的回复曲线起始点应位于其退磁曲线的最大磁能积点或其下方 ,以提高吸重比(吸重 /永磁体重量 ) ;②不同性能永磁体应与磁路结构有机配合 ,以降低吸重成本比 (永磁体成本 /吸重 )。     

斥力型磁悬浮平台建模及仿真

针对吸力型磁悬浮平台尺寸大、刚度低以及承载力小等缺点,提出一种斥力型磁悬浮平台。采用等效方法推导出永磁导轨对悬浮永磁体和悬浮电磁铁的磁斥力数学模型,并通过实验验证了该模型的准确性。通过对计算实例的Matlab仿真分析,表明所建的磁斥力模型是可控的,可实现斥力型磁悬浮平台的稳定悬浮。     

飞轮储能用高速永磁电机转子的涡流损耗

为了减小高速永磁电机中由定子电流的时间谐波、定子磁动势的空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的转子涡流损耗,提高电机的效率,采用ANSOFT有限元软件分析了高速永磁电机中气隙磁场和定子电流.研究了槽开口大小以及气隙长度对转子涡流损耗的影响,分析了利用涡流磁场的屏蔽作用,提出在永磁体外增加一薄层非导磁金属屏蔽环来减小转子铁心、永磁体和护套损耗的机理和有效性,以及屏蔽环的电导率和厚度对转子涡流损耗的影响.结果表明：在合理选取槽开口大小、气隙长度和非导磁金属屏蔽环电导率和厚度的情况下,添加非导磁金属屏蔽环可以有效地减小转子涡流损耗.     

一种用于磁悬浮汽车的永磁电动轮的优化策略

为了改善磁悬浮汽车的基础性能,基于目前国内外永磁电动悬浮的研究现状,提出了一种基于更优磁化角的永磁电动轮结构。首先从原理的角度分析磁化角度变化实现更优电动轮结构的理论合理性,通过优化环形永磁电动轮的磁化角可以增加单极对的永磁体数量增加外围磁场强度,并利用等效面电流法推导得出更简洁的解析计算公式,分析得到了永磁电动轮与导体板之间的结构关系、磁场特性和涡流分布特点;然后在三维电磁仿真优化方面,从磁场、悬浮力、驱动力、浮重比和浮驱比等多个性能参数对比传统的永磁电动轮和改进的永磁电动轮。结果验证了改进后的永磁电动轮结构对其悬浮-驱动一体化功能具有有益提升,并从解析计算和实验分析两个角度共同验证三维电磁仿真的准确性和可靠性,为后续设计优化工作提供了可靠手段。这种Halbach阵列永磁电动轮的优化方案有助于磁悬浮概念车的基础性能提升,为“碳达峰、碳中和”背景下新型绿色环保交通工具的形成提供了可行的技术选择。     

碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析

针对表贴式高速永磁电机中分块永磁体转子的强度分析问题,基于弹性力学理论,推导了分块永磁体转子强度的解析表达式.采用解析算法计算碳纤维护套、永磁体以及转轴中的径向应力、切向应力和等效应力,并将解析法的计算结果与有限元法的计算结果进行比较.结果表明：转子在静止和高速转动状况下,解析解都能够准确地计算出表贴式分块永磁体转子的应力分布,且解析解与有限元的误差很小,完全在可接受范围之内.     

Characteristics of non-magnetic nanoparticles in magnetically fluidized bed by adding coarse magnets

The fluidization behavior of SiO₂, ZnO and TiO₂ non-magnetic nanoparticles was investigated in a magnetically fluidized bed (MFB) by adding coarse magnets. The effects of both the amount of coarse magnets and the magnetic field intensity on the fluidization quality of these nanoparticles were investigated. The results show that the coarse magnets added to the bed lead to a reduction in the size of the aggregates formed naturally by the primary nanoparticles. As the macroscopic performances of improved fluidization quality, the bed expansion ratio increases whilst the minimum fluidization velocity decreases with increasing the magnetic field intensity, but for TiO₂ nanoparticles there exists a suitable magnetic field intensity of 0.059 6 T. The optimal amounts of coarse magnets for SiO₂, ZnO and TiO₂ non-magnetic nanoparticles are 40%, 50% and 60% (mass fraction), respectively. The bed expansion results analyzed by the Richardson-Zaki scaling law show that the exponents depend on both the amount of coarse magnets and the magnetic field intensity.     

内置永磁体双励磁直线同步电机的设计与优化

针对磁浮列车现有的全电励磁直线同步电机悬浮力有限、励磁耗能多的不足,提出内置永磁体双励磁直线同步电机结构.详细介绍了该结构的构成和特点,对永磁体励磁部分和电励磁部分分别进行解析计算,并校核次级受力强度.对该电机进行有限元分析的建模,并求解出电机内的磁场分布情况.通过基于有限元方法求解出的空载悬浮力和空载漏磁系数的比较,优化电机的4个关键结构尺寸参数.将内置永磁体双励磁结构与全电励磁结构及另一种双励磁结构进行了对比分析,结果表明,这种结构的电机具有悬浮力较大、励磁耗能少、永磁体散热好等优点.     

永磁同步电动机的磁场参数和性能计算

本文利用有限元法计算出了稀土永磁同步电动机的磁场,并对磁场进行了谐波分析,从而求出了电机的参数和性能。在参数计算中,采用了对应于额定运行工况下的磁导率求取电枢反应磁场的方法,从而使求出的电枢反应电抗直接考虑了饱和的影响;在性能计算中,利用求磁场的方法直接求出电枢绕组的磁链,然后根据同步电机的派克理论,直接求出电磁功率。同时利用对电枢磁势与d轴夹角的迭代,求出功率角,从而求出了永磁同步电动机的功角特性。最后对一台研制的3千瓦钕铁硼永磁同步电动机进行了计算和试验。