磁性材料設(shè)計(jì)參考資料

1、磁性材料設(shè)計(jì)參考資料磁性材料設(shè)計(jì)參考資料材料從研制角度而言，是希望性能盡可能地優(yōu)越。但從使用角度考慮，對(duì)已研制出的材料，如何合理利用以期獲得最大的收益則顯得更為重要。具體到永磁材料，則涉及到磁體的選用和磁路的設(shè)計(jì)。下面對(duì)永磁磁路設(shè)計(jì)做簡(jiǎn)單介紹。永磁磁路的基本知識(shí)磁路：最簡(jiǎn)單的永磁磁路由磁體、極靴、軛鐵、空氣隙組成。磁路之所以采用路的說(shuō)法，是從電路借用而來(lái)，所以傳統(tǒng)意義上的磁路設(shè)計(jì)是與電路設(shè)計(jì)相類似的，為了更明了地說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，簡(jiǎn)單比較如

2、下圖：磁路的基本類型有并聯(lián)磁路、串聯(lián)磁路，其形式同于電路。靜態(tài)磁路基本方程：靜態(tài)磁路有兩個(gè)基本方程：其中kf為漏磁系數(shù)，kr為磁阻系數(shù)，Bm、Hm、Am、Lm分別為永磁體工作點(diǎn)、面積和高度；Bg、Hg、Ag、Lg為氣隙的磁通密度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、氣隙面積和長(zhǎng)度。由以上兩式可得：上式中Vm=Am.Lm表示永磁體體積，Vg=Ag.Lg表示氣隙的體積，(HmBm)是永磁體工作點(diǎn)的磁能積。磁路設(shè)計(jì)的一般步驟：根據(jù)設(shè)計(jì)要求（BgAg、Lg的值由要求提出

3、），選擇磁路結(jié)構(gòu)的磁體工作點(diǎn)。在選擇磁路結(jié)構(gòu)時(shí)，需要結(jié)合磁體性能來(lái)考慮磁體的尺寸，設(shè)法使磁體的位置盡量靠近氣隙，磁軛的尺寸要夠大，以便通過(guò)其中的磁通不至于使磁軛飽和，即φ=B軛A軛，式中的B軛最好相當(dāng)于最大磁導(dǎo)率相對(duì)應(yīng)的磁通密度。如果B軛等于飽和磁通密度的話，則磁軛本身的磁阻增加很多，磁位降加大，或者說(shuō)磁動(dòng)勢(shì)損失太大。估計(jì)一個(gè)Kf和Kr，利用初步算出磁體尺寸Am、Lm；據(jù)磁體尺寸、磁軛尺寸，算出整個(gè)磁路的總磁導(dǎo)P（其中關(guān)鍵是漏磁系數(shù)Kf

4、的計(jì)算），再將原工作點(diǎn)代入下式：Bg=F[KfAg(rR1P)]據(jù)總磁導(dǎo)P、漏磁系數(shù)Kf、磁體內(nèi)阻r和磁軛的磁阻R，看Bg是否與要求相符，否則再?gòu)念^起設(shè)計(jì)。在已知?dú)庀兑?Bg、Ag、Lg)和磁體工作點(diǎn)的情況下，欲求磁體的尺寸（Lm、Am），則需要知道漏磁系數(shù)Kf和磁阻系數(shù)Kr。Kr的值變化較小，一般在1.05至1.45之間。Kf的值在不同磁路結(jié)構(gòu)(不同的尺寸、磁勢(shì)分布)中，差別很大。計(jì)算Kf的方法，帶有很大的經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)，原因是磁路中的磁

5、通(磁流)、磁動(dòng)勢(shì)、磁阻都是非集中參量，很難準(zhǔn)確計(jì)算，理論計(jì)算與實(shí)際結(jié)果誤差往往在10%以上。雖然如此，作為一種方法，下面還是要對(duì)Kf的理論計(jì)算作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。漏磁系數(shù)Kf的計(jì)算：從磁路設(shè)計(jì)和方法可見(jiàn)，磁路設(shè)計(jì)之關(guān)鍵是漏磁系數(shù)Kf的計(jì)算。對(duì)于Kf的計(jì)算，一般有磁導(dǎo)法和經(jīng)驗(yàn)公式法：1.用磁導(dǎo)法計(jì)算漏磁系數(shù)，先把磁路等效成電路，計(jì)算磁路各部分的磁導(dǎo)，再根據(jù)基爾霍夫方程組，求Kf:其中，Pb為氣隙上下邊緣的磁導(dǎo)，Pi為磁體外側(cè)面的磁導(dǎo)。對(duì)于各

6、部分的磁導(dǎo)Pi的求法有二：磁體工作點(diǎn)的確定:磁路設(shè)計(jì)，首先要據(jù)磁路選取合適的磁體，并確定其工作點(diǎn)Bm、Hm。為滿足磁通穩(wěn)定性的要求，磁體工作點(diǎn)應(yīng)選在磁體最大磁能積點(diǎn)的上方。由于磁體工作點(diǎn)與磁性能和磁體尺寸有關(guān)，故選定所使用的磁體后，便是要選擇合適的磁體尺寸，以得到合理的工作點(diǎn)。為判斷所選取的工作點(diǎn)是否合理，我們簡(jiǎn)單談一下如何確定磁體的工作點(diǎn)：1.孤點(diǎn)磁體單位磁導(dǎo)（退磁系數(shù)PC）的確定:由電磁場(chǎng)理論可有：孤立磁體總磁導(dǎo)則單位磁導(dǎo)，下面分情