同步電機(jī) 之鋁鎳鉆永磁材料

    鋁鎳鉆（AINICo）永磁是20世紀(jì)30年代研制成功的。當(dāng)時(shí)，它的磁性能最好．溫度系數(shù)又小，因而在永磁電機(jī)中應(yīng)用得最多、最廣。 60年代以后，隨著鐵氧體水磁和稀土永磁的相繼間世，鋁鎳鉆永磁在電機(jī)中的應(yīng)用逐步被取代，所占比例呈下降趨勢(shì)按加工工藝的不同，鋁鎳鉆永磁分鑄造型和粉末燒結(jié)型兩種。鑄造型的磁性能較高。粉末燒結(jié)型的工藝簡(jiǎn)單，可直接壓制成所需形狀。在永磁電機(jī)中常用的是鑄造型。鋁鎳鉆水磁的顯著特點(diǎn)是溫度系數(shù)小，a．僅為一。 02寫(xiě)Kl左右，因此，隨著溫度的改變磁性能變化很小，目前仍被廣泛應(yīng)用于儀器儀表類(lèi)要求溫度穩(wěn)定性高的永磁電機(jī)中。這種材料的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度較高，最高可達(dá)1 35T，但是它的矯頑力很低，通常小于1 60kA / m 。它的退磁曲線呈非線性變化，如圖26所示〔圖中虛線為等磁能積曲線）。由于鋁鎳鉆永磁的回復(fù)線與退磁曲線并不重合，在磁路設(shè)計(jì)制造時(shí)要注意它的特殊性，由它構(gòu)成的磁路必須事先對(duì)永磁體進(jìn)行穩(wěn)磁處理，即事先人工預(yù)加可能發(fā)生的最大去磁效應(yīng)，人為地決定回復(fù)線的起始點(diǎn)尸的位置，使永磁電機(jī)在規(guī)定或預(yù)期的運(yùn)行狀態(tài)下，回復(fù)線的起始點(diǎn)不再下降。鋁鎳鉆永磁電機(jī)一旦拆卸、維修之后再重新組裝時(shí)，還必須進(jìn)行再次整體飽和充磁和穩(wěn)磁處理，否則永磁體工作點(diǎn)將下降，磁性能大大下降．為此鋁鎳鉆永磁電機(jī)的磁極上通常都有極靴且備有再充磁繞組，使其可以再次充磁來(lái)恢復(fù)應(yīng)有的磁能。

依據(jù)鋁鎳鉆永磁材料矯頑力低的特點(diǎn)，在使用過(guò)程中，嚴(yán)格禁止它與任何鐵器接觸，以免造成局部的不可逆退磁或磁通分布的畸變。另外，為了加強(qiáng)它的抗去磁能力，鋁鎳鉆永磁磁極往往設(shè)計(jì)成長(zhǎng)柱體或長(zhǎng)棒形。鋁鎳鉆永磁硬而脆，可加工性能較差，僅能進(jìn)行少量磨削或電火花加工，因此加工成特殊形狀比較困難。表21列出了我國(guó)常用鋁鎳鉆永磁材料的牌號(hào)及主要磁性能，表22列出部分牌號(hào)的物理和力學(xué)性能，供選用時(shí)參考。1971年研制成功的鐵鉻鉆（FeCrCo）永磁是與鋁鎳鉆永磁的磁性能相近而具有可加工優(yōu)點(diǎn)的可塑性變形永磁材料，其典型磁性能見(jiàn)表2一3．它的突出優(yōu)點(diǎn)是具有韌性，可以熱加工，也可以進(jìn)行切削等機(jī)械加工，可以鑄造、粉末冶金，也可以軋帶或拉絲，而且加工后磁性能并不變化。但價(jià)格較貴。它可以制成特殊形狀的。

鐵氧體永磁材料

鐵氧體永磁材料屬于非金屬永磁材料，在電機(jī)中常用的有兩種，鋇鐵氧體（BaO · 6Fe 。（）。）和銀鐵氧體（SrO · Fe : ( ) ,）。它們的磁性能相差不多，而銘鐵氧體的H值略高于鋇鐵氧體，更適于在電機(jī)中使用。鐵氧體永磁的突出優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉，不含稀土元素、鉆、鎳等貴金屬；制造工藝也漱為簡(jiǎn)單；矯頑力較大，H為128 ? 3 20kA / m，抗去磁能力較強(qiáng)；密度小，只有4一5 . 29 / c m3，質(zhì)量較輕；退磁曲線接近于直線，或者說(shuō)退磁曲線的很大一部分接近直線（見(jiàn)圖27 )，回復(fù)線基本上與退磁曲線的直線部分重合，可以不需要象鋁鎳鉆永磁那進(jìn)行穩(wěn)磁處理，因而在電機(jī)中應(yīng)用最為廣泛，是目前電機(jī)中用量最大的水磁材料。鐵氧體永磁的主要缺點(diǎn)：剩磁密度不高，B，僅為。 · 2一。 44T，最大磁能積（BH）、．x僅為64 ? 4okJ / m “ 。因而需要加大提供磁通的截面積，使電機(jī)體積增大；環(huán)境溫度對(duì)磁性能的影響大，剩磁溫度系數(shù)a , r為一（018一。 20 ) % K一’，矯頑力溫度系數(shù)助「．為（04一。．6 ) % K，。必須指出，鐵氧體水磁的價(jià)“為正值，其矯頑力隨溫度的升高而增大，隨溫度降低而減小，這與其他幾種常用永磁材料不同。因此，鐵氧體永磁在使用時(shí)要進(jìn)行最低環(huán)境溫度時(shí)最大去磁工作點(diǎn)的校核計(jì)算，以防止在低溫時(shí)產(chǎn)生不可逆退磁。

另外，鐵氧體永磁材料硬而脆，且不能進(jìn)行電加工，僅能切片和進(jìn)行少量磨加工．通常采用軟質(zhì)砂輪，最好選用R3碳化硅砂輪，并且磨削速度要適當(dāng)，磨削中要用水充分冷卻，這樣既能加決磨削速度，又不致磨裂永磁體。表24示出了我國(guó)生產(chǎn)的鐵氧體永磁材料的牌號(hào)及主要性能，供選用時(shí)參考。