釹鐵硼的案例
基于Maxwell燒結(jié)釹鐵硼模具磁場模擬分析
[2]周壽增,高學(xué)緒.燒結(jié)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J].新材料產(chǎn)業(yè),2011(5):8.
[3]陳晉.釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)應(yīng)用及發(fā)展前景[J].鑄造技術(shù),2012,33(4):398.
[4]閆阿儒,劉壯,郭帥,陳仁杰.稀土永磁材料的最新研究進(jìn)展[J].金屬功能材料,2017,24(5):5.
[5]林河成.稀土永磁材料的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].粉末冶金工業(yè),2010,20(2):47.
[6]孫艷榮,張志鵬,李賽松,等.釹鐵硼磁性材料發(fā)展現(xiàn)狀及性能研究[J].當(dāng)代化工研究,2021(21):117.
[7]郭志偉,許海,肖凱業(yè),等.磁化狀態(tài)對粘結(jié)NdFeB磁體磁穩(wěn)定性影響分析[J].粉末冶金工業(yè),2020,30(3):40.
[8]張英建,李軍,馬曉輝,等.中國釹鐵硼市場發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢分析[J].金屬功能材料,2022,29(1):67.
[9]賀登宇.可提高釹鐵硼成型過程場強(qiáng)一致性的模具結(jié)構(gòu).北京:CN206936371U[P].2018-01-30
文章來源：金屬功能材料
展開 悉尼大學(xué)鄭榮坤：稀土永磁材料-燒結(jié)釹鐵硼最新研究進(jìn)展
【引言】
當(dāng)前，稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的方方面面，諸如磁懸浮列車、電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、音響等。然而燒結(jié)釹鐵硼成品的矯頑力卻只有理論值（斯托納—沃爾法特極限）的20-30% （通常稱為布朗悖論），這嚴(yán)重限制了釹鐵硼的應(yīng)用。現(xiàn)有理論認(rèn)為，燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力主要由在退磁過程中晶粒邊界附近產(chǎn)生的反向磁疇所需形核場決定。因此對晶粒邊界如何影響矯頑力進(jìn)行三維定量分析尤其重要，這樣不僅可以加深對稀土永磁矯頑力機(jī)制的了解，還對實(shí)踐生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
【成果簡介】
近日，悉尼大學(xué)鄭榮坤副教授（通訊作者）和第一作者陳翰笙博士與團(tuán)隊(duì)成員使用背散射衍射技術(shù)、原子尺度三維原子探針技術(shù)、以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為模擬參數(shù)擬合基礎(chǔ)的微磁學(xué)模擬技術(shù)報(bào)道了在燒結(jié)釹鐵硼中由于在納米尺度下成分不均勻的晶所導(dǎo)致的矯頑力進(jìn)一步減低，并對晶粒邊界成分和矯頑力進(jìn)行了三維定量分析。研究表明在燒結(jié)釹鐵硼中的晶粒邊界中鐵磁性元素（鐵和鈷）在70 nm的范圍內(nèi)從67 at.%減少至10 at.%。這種成分不均勻的晶粒邊界附近產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場比含有同等鐵磁性元素含量的均勻的晶粒邊界產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場小27%。該成果不僅對工業(yè)生產(chǎn)，諸如納米尺度下控制晶粒邊界成分結(jié)構(gòu)，具有指導(dǎo)意義， 同時(shí)本文所采用的分析方法也可以應(yīng)用在其他磁性材料的成分與磁性性能的關(guān)系研究上。該研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”為題刊登出版在Physical Review Materials上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：燒結(jié)釹鐵硼在不同溫度 （280、300、320、340和360 K）下的磁滯回線。
展開 悉尼大學(xué)鄭榮坤Physical Review Materials：稀土永磁材料-燒結(jié)釹鐵硼最新研究進(jìn)
【引言】
當(dāng)前，稀土永磁釹鐵硼（Nd-Fe-B）已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在生活的方方面面，諸如磁懸浮列車、電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、音響等。然而燒結(jié)釹鐵硼成品的矯頑力卻只有理論值（斯托納—沃爾法特極限）的20-30% （通常稱為布朗悖論），這嚴(yán)重限制了釹鐵硼的應(yīng)用。現(xiàn)有理論認(rèn)為，燒結(jié)釹鐵硼的矯頑力主要由在退磁過程中晶粒邊界附近產(chǎn)生的反向磁疇所需形核場決定。因此對晶粒邊界如何影響矯頑力進(jìn)行三維定量分析尤其重要，這樣不僅可以加深對稀土永磁矯頑力機(jī)制的了解，還對實(shí)踐生產(chǎn)有指導(dǎo)意義。
【成果簡介】
近日，悉尼大學(xué)鄭榮坤副教授（通訊作者）和第一作者陳翰笙博士與團(tuán)隊(duì)成員使用背散射衍射技術(shù)、原子尺度三維原子探針技術(shù)、以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為模擬參數(shù)擬合基礎(chǔ)的微磁學(xué)模擬技術(shù)報(bào)道了在燒結(jié)釹鐵硼中由于在納米尺度下成分不均勻的晶所導(dǎo)致的矯頑力進(jìn)一步減低，并對晶粒邊界成分和矯頑力進(jìn)行了三維定量分析。研究表明在燒結(jié)釹鐵硼中的晶粒邊界中鐵磁性元素（鐵和鈷）在70 nm的范圍內(nèi)從67 at.%減少至10 at.%。這種成分不均勻的晶粒邊界附近產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場比含有同等鐵磁性元素含量的均勻的晶粒邊界產(chǎn)生反向磁疇所需要的形核場小27%。該成果不僅對工業(yè)生產(chǎn)，諸如納米尺度下控制晶粒邊界成分結(jié)構(gòu)，具有指導(dǎo)意義， 同時(shí)本文所采用的分析方法也可以應(yīng)用在其他磁性材料的成分與磁性性能的關(guān)系研究上。該研究成果以“Coercivity degradation caused by inhomogeneous grain boundaries in sintered Nd-Fe-B permanent magnets”為題刊登出版在Physical Review Materials上。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1：燒結(jié)釹鐵硼在不同溫度 （280、300、320、340和360 K）下的磁滯回線。
展開 workbench14.0中沒有永磁材料釹鐵硼的BH數(shù)據(jù)
大家好，為什么我安裝的workbench14.0中在engineering data的Magnetic BH curves中找不到永磁材料釹鐵硼這種物質(zhì)呢？咱們論壇上有人上傳的教程例子中，有用到這種物質(zhì)，我看圖片上也有這種物質(zhì)啊，為什么我安裝的里面就沒有呢？大家?guī)蛶兔Π。庇茫《嘀x多謝！
混合式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)研究
最后針對使用鐵氧體與釹鐵硼兩種永磁材料的混合式永磁電機(jī)，研究了“C”+“一”形三層磁障轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、“C”+“V”形三層磁障轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及“C”+“V”形兩層磁障轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特性，得出首層少量使用釹鐵硼，二層使用鐵氧體的“C”+“V”形兩層磁障轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)基本滿足當(dāng)前車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能及功率密度要求，兩種磁材的結(jié)合使電機(jī)退磁特性有所提升，也可以彌補(bǔ)單一鐵氧體磁材功率密度不足、單一釹鐵硼永磁體高溫性能下降明顯等問題。混合式永磁電機(jī)的使用也將顯著降低電機(jī)的制造成本。
混合式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)研究
因此，考慮開展混合式永磁磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)，即在永磁磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，使用鐵氧體永磁體和釹鐵硼稀土永磁體兩種材料，提升電機(jī)永磁轉(zhuǎn)矩比例，進(jìn)而提升永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。同時(shí)，利用鐵氧體與釹鐵硼溫度系數(shù)相反的特性，提高該類電機(jī)高溫下的性能，降低退磁風(fēng)險(xiǎn)。
以常見的鐵氧體及釹鐵硼永磁體為例，兩者的性能數(shù)據(jù)如表3所示。
表3 典型鐵氧體與釹鐵硼永磁體性能對比
考慮永磁體的加工工藝，鐵氧體永磁材料易加工成弧形結(jié)構(gòu)，而釹鐵硼稀土永磁材料則更適合加工為長方體結(jié)構(gòu)。因此，混合式永磁磁阻電機(jī)更適合使用“C”+“V”結(jié)構(gòu)或“C”+“一”結(jié)構(gòu)。本文在所研制電機(jī)的首層磁障中添加釹鐵硼永磁體，為尋求使用最少永磁體，得到最大輸出轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究了三層“C”+“一”形結(jié)構(gòu)、三層“C”+“V”形結(jié)構(gòu)及兩層“C”+“V”形結(jié)構(gòu)的混合式永磁磁阻電機(jī)，模型示意及計(jì)算結(jié)果如圖7所示。為降低電機(jī)制造成本，各層磁障內(nèi)部材料未做特殊說明的均為鐵氧體磁材。
圖7 三層“C”+“一”形磁障結(jié)構(gòu)模型
圖8(a)～圖8(c)分別展示了在第一層磁障中添加空氣、鐵氧體、釹鐵硼時(shí)電機(jī)的磁密分布。圖8(d)為不同磁障填充材料對應(yīng)的電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩。可見，首層磁障中添加不同的材料時(shí)，雖然磁障面積很小，但對電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩仍然有較為明顯的影響，轉(zhuǎn)矩的變化范圍達(dá)到約11 N·m。因此，可考慮在第一層磁障中使用釹鐵硼永磁體來提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。
展開 混合式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)研究
因此，考慮開展混合式永磁磁阻電機(jī)的設(shè)計(jì)，即在永磁磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)中，使用鐵氧體永磁體和釹鐵硼稀土永磁體兩種材料，提升電機(jī)永磁轉(zhuǎn)矩比例，進(jìn)而提升永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。同時(shí)，利用鐵氧體與釹鐵硼溫度系數(shù)相反的特性，提高該類電機(jī)高溫下的性能，降低退磁風(fēng)險(xiǎn)。
以常見的鐵氧體及釹鐵硼永磁體為例，兩者的性能數(shù)據(jù)如表3所示。
表3 典型鐵氧體與釹鐵硼永磁體性能對比
考慮永磁體的加工工藝，鐵氧體永磁材料易加工成弧形結(jié)構(gòu)，而釹鐵硼稀土永磁材料則更適合加工為長方體結(jié)構(gòu)。因此，混合式永磁磁阻電機(jī)更適合使用“C”+“V”結(jié)構(gòu)或“C”+“一”結(jié)構(gòu)。本文在所研制電機(jī)的首層磁障中添加釹鐵硼永磁體，為尋求使用最少永磁體，得到最大輸出轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究了三層“C”+“一”形結(jié)構(gòu)、三層“C”+“V”形結(jié)構(gòu)及兩層“C”+“V”形結(jié)構(gòu)的混合式永磁磁阻電機(jī)，模型示意及計(jì)算結(jié)果如圖7所示。為降低電機(jī)制造成本，各層磁障內(nèi)部材料未做特殊說明的均為鐵氧體磁材。
圖7 三層“C”+“一”形磁障結(jié)構(gòu)模型
圖8(a)～圖8(c)分別展示了在第一層磁障中添加空氣、鐵氧體、釹鐵硼時(shí)電機(jī)的磁密分布。圖8(d)為不同磁障填充材料對應(yīng)的電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩。可見，首層磁障中添加不同的材料時(shí)，雖然磁障面積很小，但對電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩仍然有較為明顯的影響，轉(zhuǎn)矩的變化范圍達(dá)到約11 N·m。因此，可考慮在第一層磁障中使用釹鐵硼永磁體來提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度。
展開 【設(shè)計(jì)】混合式磁鋼轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電動(dòng)車用永磁磁阻電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)
主要原因在于兩種混合磁鋼轉(zhuǎn)子電機(jī)“V”形磁鋼兩側(cè)使用了磁性能較差的鐵氧體材料，電機(jī)磁路的飽和程度不高，因此鐵氧體材料發(fā)出的磁力線大部分匯入了徑向釹鐵硼材料的磁路，只有很少磁力線經(jīng)過釹鐵硼和鐵氧體之間的轉(zhuǎn)子氣隙，空載氣隙磁場畸變非常嚴(yán)重，進(jìn)而會(huì)加重負(fù)載氣隙磁密畸變，電機(jī)運(yùn)行時(shí)諧波增多。本節(jié)將用釹鐵硼材料替換兩塊永磁體當(dāng)中的部分鐵氧體，如圖7所示，形成切向混合磁鋼電機(jī)。其中釹鐵硼含量用X%表示，此方案不僅可以減小氣隙磁場畸變、抑制諧波和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，還能增加空載反電動(dòng)勢的基波幅值，提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩的輸出能力，綜合考慮成本后擇優(yōu)選取。同時(shí)考慮到切向混合式電機(jī)兩塊“V”形磁極位置對電機(jī)性能參數(shù)有著重要影響，定義一邊磁極到電機(jī)Q軸距離為P。借助有限元計(jì)算軟件JMAG 分別對以下各有限元模型進(jìn)行空載和額定負(fù)載下的仿真。
展開 干貨·詳解永磁電機(jī)
我國自主開發(fā)的高效高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(jī)在油田應(yīng)用中可以解決“大馬拉小車”問題，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)大50%～100%，可以替代大一個(gè)機(jī)座號的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，節(jié)電率在20%左右。
紡織化纖行業(yè)中負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，要求高牽入轉(zhuǎn)矩。合理設(shè)計(jì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載漏磁系數(shù)、凸極比、轉(zhuǎn)子電阻、永磁體尺寸和定子繞組匝數(shù)可以提高永磁電機(jī)的牽入性能，促使它應(yīng)用于新型的紡織和化纖工業(yè)。
大型電站、礦山、石油、化工等行業(yè)所用幾百千瓦和兆瓦級風(fēng)機(jī)、泵類用電機(jī)是耗能大戶，而目前所用電機(jī)的效率和功率因數(shù)較低，改用釹鐵硼永磁后不僅提高了效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源，且為無刷結(jié)構(gòu)，提高了運(yùn)行的可靠性。目前1 120kW永磁同步電動(dòng)機(jī)是世界上功率最大的異步起動(dòng)高效稀土永磁電機(jī)，效率高于96.5%（同規(guī)格電機(jī)效率為95%），功率因數(shù)0.94，可以替代比它大1～2個(gè)功率等級的普通電動(dòng)機(jī)。
3 、交流伺服永磁電動(dòng)機(jī)和無刷直流永磁電動(dòng)機(jī)現(xiàn)在越來越多地用變頻電源和交流電動(dòng)機(jī)組成交流調(diào)速系統(tǒng)來替代直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。在交流電動(dòng)機(jī)中，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)與電源頻率保持恒定的關(guān)系，使得它可直接用于開環(huán)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。這類電機(jī)通常由變頻器頻率的逐步升高來起動(dòng)，在轉(zhuǎn)子上可以不設(shè)置起動(dòng)繞組，而且省去了電刷和換向器，維護(hù)方便。
變頻器供電的永磁同步電動(dòng)機(jī)加上轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制系統(tǒng)構(gòu)成自同步永磁電動(dòng)機(jī)，既具有電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)異調(diào)速性能，又實(shí)現(xiàn)了無刷化，主要應(yīng)用于高控制精度和高可靠性的場合，如航空、航天、數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、電動(dòng)汽車、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備等。
現(xiàn)已研制成寬調(diào)速范圍、高恒功率調(diào)速比的釹鐵硼永磁同步電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)速比高達(dá)1：22 500，極限轉(zhuǎn)速達(dá)到9 000 r/min。
展開 電動(dòng)自行車硅霍耳傳感器的使用注意事項(xiàng)
電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是由30到40塊釹鐵硼磁鋼構(gòu)成。由于釹鐵硼磁鋼的表面磁場強(qiáng)度超過500mT，電動(dòng)自行車用的直流無刷電機(jī)里的位置傳感器特別適合采用硅霍耳傳感器。硅霍耳傳感器的制造工藝可以與集成電路芯片工藝流程完全兼容，這樣，硅霍耳傳感器后續(xù)的信號處理電路，包括前置放大器，施密特觸發(fā)器和集電極開路輸出級可以方便地集成在同一個(gè)硅片上，形成霍耳集成電路芯片。
可以用作直流無刷電機(jī)位置傳感器的霍耳傳感器芯片分為開關(guān)型和鎖定型兩種。對于電動(dòng)自行車電機(jī)，這兩種霍耳傳感器芯片都可以用來精確測量轉(zhuǎn)子磁鋼的位置。根據(jù)實(shí)驗(yàn)比較版權(quán)所有，用這兩種霍耳傳感器芯片制備的直流無刷電機(jī)的性能，包括電機(jī)的輸出功率、效率和轉(zhuǎn)矩等沒有任何差別，并可以兼容相同的電機(jī)控制器。
但是，這并不表示，電機(jī)生產(chǎn)廠家可以隨便使用市面上的電機(jī)霍耳傳感器芯片。業(yè)內(nèi)人士可能經(jīng)常聽到，電機(jī)生產(chǎn)廠家由于采購和使用霍耳傳感器芯片不當(dāng)，導(dǎo)致廠家引起巨額經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致企業(yè)破產(chǎn)。
展開 有色金屬：稀有金屬需求未見好轉(zhuǎn)
稀土市場仍難改頹勢，碳酸稀土精礦、稀土氧化物以及下游釹鐵硼價(jià)格同時(shí)出現(xiàn)下滑。
上周有色金屬板塊繼續(xù)下挫4.01%，跑輸大市（滬深300指數(shù)下跌3.28%）。上周鉛鋅冶煉企業(yè)總體表現(xiàn)稍好。
將繼續(xù)疲軟。總的來看近期稀有金屬下游需求仍不見好轉(zhuǎn)，市場人氣渙散，廠商和貿(mào)易商普遍面臨去庫壓力，我們預(yù)計(jì)大部分品種短期內(nèi)仍將有下行的可能。上周鉬價(jià)表現(xiàn)較好，歐洲氧化鉬小幅攀升1.8%；鎢精礦價(jià)格也上漲1.5%。上周錳、鋯英砂和銦等稀有金屬品種表現(xiàn)落后，分別下跌5.4%、4.0%和3.8%。稀土市場仍難改頹勢，碳酸稀土精礦、稀土氧化物以及下游釹鐵硼價(jià)格同時(shí)出現(xiàn)下滑。
上周有色金屬板塊繼續(xù)下挫4.01%，跑輸大市（滬深300指數(shù)下跌3.28%）。上周鉛鋅冶煉企業(yè)總體表現(xiàn)稍好。
展開 
一文看懂新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈之驅(qū)動(dòng)電機(jī)
上游永磁體行業(yè)分析
中國新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)核心零部件定子與轉(zhuǎn)子的主要原材料為釹鐵硼。釹鐵硼永磁體在工業(yè)升級、消費(fèi)升級和綠色經(jīng)濟(jì)的大背景下，釹鐵硼磁材高效率、小型化、輕量化的特征優(yōu)勢日益顯現(xiàn)。同時(shí)，據(jù)中國稀土行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2019年中國釹鐵硼毛坯產(chǎn)量達(dá)到17萬噸，同比增長9.7%。原材料產(chǎn)量的穩(wěn)定提升為中國永磁體行業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)。此外，釹鐵硼永磁體的品種及牌號不斷擴(kuò)展，性能逐步提升。
現(xiàn)階段，中國新能源汽車永磁同步電機(jī)應(yīng)用的主要為UH系列與EH系列高端釹鐵硼永磁體，銷售毛利率可達(dá)20%-40%。其中，UH系列均價(jià)為270-290元/千克，而EH系列均價(jià)達(dá)到355-365元/千克以中科三環(huán)、韻升集團(tuán)為代表的等高端釹鐵硼永磁體生產(chǎn)商在開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，通過不斷申請專利、對高端產(chǎn)能擴(kuò)產(chǎn)等方式進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。目前，中國新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，且對永磁同步電機(jī)的應(yīng)用率已達(dá)到97%，從而帶動(dòng)釹鐵硼永磁體的需求量快速提升，對中游新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)制造商議價(jià)能力不斷提高。
上游軸承及軸承蓋行業(yè)分析
自20世紀(jì)50年代開始，中國軸承及軸承蓋行業(yè)進(jìn)入了全面發(fā)展時(shí)期，制造技術(shù)快速提升，軸承品種、精度、性能與壽命等日益完善。同時(shí)，中國軸承行業(yè)正快速融入國際市場，且產(chǎn)品競爭力不斷提高。根據(jù)中國軸承工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2018年中國軸承出口數(shù)量已達(dá)63億套，總體呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
但新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需配備專用軸承。
展開 磁鋼退磁溫度計(jì)算
提出了一種結(jié)合仿真預(yù)測釹鐵硼磁鋼退磁溫度的方法。本文復(fù)現(xiàn)了他的工作，并做了一些引申。
01
—
傳統(tǒng)計(jì)算方法
首先，很直接的，可以從釹鐵硼磁鋼供應(yīng)商處拿到推薦的工作溫度范圍。比如不同等級磁鋼N<=80℃,M<=100℃,H<=120℃,SH<=150℃。但是這只是從矯頑力的角度來看。未考慮實(shí)際磁路工作狀態(tài)的負(fù)載。
實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，不同磁路中同樣等級磁鋼，其耐溫也是不同的。
所以，需要根據(jù)磁路具體工作狀態(tài)來計(jì)算。
計(jì)算磁導(dǎo)系數(shù)Pc。通過對漏磁系數(shù)和磁阻系數(shù)的估算，對Pc進(jìn)行估算。
在實(shí)測不同溫度下的退磁曲線中，作圖得到不同溫度下的工作點(diǎn)。從而得到其大致的退磁溫度范圍。
從上述流程來說，存在過多估算。且最終只能得到比某個(gè)已經(jīng)測量過退磁曲線的溫度高或低的判斷。實(shí)用程度不太高。
02
—
新計(jì)算方法
首先需要對磁導(dǎo)系數(shù)Pc進(jìn)行準(zhǔn)確地仿真。
對磁鋼進(jìn)行磁導(dǎo)系數(shù)Pc的計(jì)算公式
其中
然后根據(jù)剩磁溫度系數(shù)，內(nèi)稟矯頑力溫度系數(shù)等參數(shù)和公式進(jìn)行計(jì)算。
可以得到磁鋼的退磁溫度Tm
其中Tc為常溫，通常定義為20℃。ur是磁鋼磁導(dǎo)率，Hcj是內(nèi)稟矯頑力，Br是剩磁。
計(jì)算表達(dá)式和演講中的表達(dá)式差異較大。原因是演講中Xc是估算的。
而不同磁鋼的Xc是不一樣的，且同一磁鋼，不同溫度下的Xc也是不一樣的。將這個(gè)參數(shù)設(shè)置為固定值是存在問題的。
所以采用了一個(gè)近似的表達(dá)式來代替Xc。上述表達(dá)式中Ds=Hk/Hcj，為產(chǎn)品 J-H
退磁曲線方形度。
展開 無刷直流電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)的發(fā)展
無刷電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與永磁材料的發(fā)展是分不開的，磁性材料的發(fā)展過程基本上經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：鋁鎳鈷，鐵氧體磁性材料，釹鐵硼（NdFeB）。釹鐵硼有高磁能積，它的出現(xiàn)引起了磁性材料的一場革命。第三代釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用，進(jìn)一步減少了電機(jī)的用銅量，促使無刷電機(jī)向高效率、小型化、節(jié)能的方向發(fā)展。
目前，為提高電動(dòng)機(jī)的功率密度，出現(xiàn)了橫向磁場永磁電機(jī)，其定子齒槽與電樞線圈在空間位置上相互垂直，電機(jī)中的主磁通沿電機(jī)軸向流通，這種結(jié)構(gòu)提高了氣隙磁密，能夠提供比傳統(tǒng)電機(jī)大得多的輸出轉(zhuǎn)矩。該類型電機(jī)正處于研究開發(fā)階段。
2．2電子換相電路
控制電路：無刷直流電動(dòng)機(jī)通過控制驅(qū)動(dòng)電路中的功率開關(guān)器件，來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)矩以及保護(hù)電機(jī)，包括過流、過壓、過熱等保護(hù)。控制電路最初采用模擬電路，控制比較簡單。如果將電路數(shù)字化，許多硬件工作可以直接由軟件完成，可以減少硬件電路，提高其可靠性，同時(shí)可以提高控制電路抗干擾的能力，因而控制電路由模擬電路發(fā)展到數(shù)字電路。目前，控制電路一般有專用集成電路、微處理器和數(shù)字信號處理器等三種組成形式。對電機(jī)控制要求不高的場合，由專業(yè)集成電路組成控制電路是簡單實(shí)用的方法；由于數(shù)字信號處理器運(yùn)算快，外圍電路少，系統(tǒng)組成簡單、可靠，使得直流無刷電動(dòng)機(jī)的組成大為簡化，性能大大改進(jìn)，有利于電機(jī)的小型化和智能化，因而數(shù)字信號處理器是控制電路發(fā)展的方向。
驅(qū)動(dòng)電路：驅(qū)動(dòng)電路輸出電功率，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電樞繞組，并受控于控制電路。驅(qū)動(dòng)電路由大功率開關(guān)器件組成。正是由于晶閘管的出現(xiàn)，直流電動(dòng)機(jī)才從有刷實(shí)現(xiàn)到無刷的飛躍。但由于晶閘管是只具備控制接通，而無自關(guān)斷能力的半控性開關(guān)器件，其開關(guān)頻率較低，不能滿足無刷直流電動(dòng)機(jī)性能的進(jìn)一步提高。
展開 為啥比亞迪用永磁同步電機(jī)，特斯拉和寶馬卻喜歡交流異步電機(jī)？
先說這個(gè)永磁體，現(xiàn)在多數(shù)是用釹鐵硼材料制作，這種材料被稱為“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。而獲得這種材料需要一種稀有物品——稀土。
這里稍微科普一下，稀土家族是來自鑭系的15個(gè)元素，加上與鑭系相關(guān)密切的鈧和釔共17種元素的集合體，中國的稀土儲(chǔ)量最多時(shí)占世界的71.1%，目前占比在23%以下，中國還在過去幾年承擔(dān)了稀土輸出的角色，邦老師的老家就很擅長處理稀土，甚至大學(xué)還開設(shè)專門的稀土學(xué)院。
釹鐵硼永磁體
這里廢話這么多的原因就是想告訴大家稀土很貴很稀有，所以導(dǎo)致永磁體很貴，永磁直流電機(jī)也很貴……
好吧稍微有點(diǎn)跑題了，我們接著討論永磁同步電機(jī)。因?yàn)闆]有電刷，所以換向必須采用“電子”的方式，下面是永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖：
外圈灰色是固定在車身上的定子殼體，上面間隔繞制著紅、綠、藍(lán)三組六匝線圈，對角線為相同組。而中間白色輪轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)子，連接著輸出軸到輪胎。
假設(shè)我們先給綠色線圈通電，那么它將產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場。而如果給三組線圈都通電，三組線圈的磁場就相當(dāng)于三根條形磁鐵成“米”字型放在定子內(nèi)部，就會(huì)產(chǎn)生不斷旋轉(zhuǎn)的磁場，這時(shí)候轉(zhuǎn)子就會(huì)受到定子產(chǎn)生的磁力而轉(zhuǎn)動(dòng)。
注意，上面這個(gè)圖里的條形磁鐵只是為了幫助大家理解通電線圈的磁場方向，并不是電機(jī)里放置了一個(gè)磁鐵！
在這種情況下，通電線圈發(fā)生變化后，轉(zhuǎn)子能夠馬上受力，也就是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子產(chǎn)生的磁場的速一樣，所以叫同步電機(jī)。
另外這里的轉(zhuǎn)子也不是單純的一個(gè)磁鐵，如果這樣的話，會(huì)因?yàn)榇艠O方向單一導(dǎo)致受力不均勻，所以它一般是將更多個(gè)磁鐵放在定子上組成定子磁組，這樣就形成了一個(gè)SN極間隔的永磁轉(zhuǎn)子。
這樣磁場中的轉(zhuǎn)子由于任意方向都有磁鐵受力，因此這就使得轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)起來。
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