常用永磁材料及其应用基本知识讲座第二讲永磁材料的应用

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1、专题讲座常用永磁材料及其应用基本知识讲座第二讲永磁材料的应用宋后定（西南应用磁学研究所，四川绵阳621000）中图分类号：TM273文献标识码：B文章编号：1001-3830(2007)03-0065-04自动温遮阳风挡清1引言度控制电机磁带洗泵去雾电机扬声器电机速度表永磁材料是一种重要的基础功能材料，它的应后档板电机超高速液面指示器门锁电机控制节约及污用遍及几乎所有生产部门、生活领域、科技和军事染控制防滑装置前灯门电机领域。永磁材料的基本功能是提供稳定持久的磁通点火系统冷却剂量，不需要消耗电能，是节约能源的重要手段之一。风扇电机起动电机座位调同时永磁材料使器

2、械和设备结构简单，制造成本和开窗电机风门及曲轴油泵电机整电机暖气调位置传感器风档刮碎屑收集器天线升节电机水器电机维修保养成本降低。因此，永磁材料的应用面越来降电机越广，应用量越来越大。本文我们将永磁材料的一图1轿车中的永磁电机些重要应用作一概述。2永磁材料用于电机大部分永磁材料用于制造各种类型的永磁电机，大的如励磁机、副励磁机、飞机里的发电机；小的如电脑里用的软驱和硬驱电机、打印电机、VCD和DVD中的光盘电机、自行车电机和汽车电机、数以亿计的玩具电机等等。永久磁石最早发明的电机是用永磁体来提供磁通量给磁性体非磁性体、空隙转子与定子之间的气隙的。当时永磁材料的

3、能量密度很小，电机的功率（出力）小，不能满足要求，图2有代表性的永磁电动机转子构造示意图人们就转而用电流来产生磁通量。电机的力矩（T）与电流（I）成正比，也与磁通量（Φ）成正比，即示出有代表性的永磁电动机转子构造。TI∝Φ。电机的功率（P）等于力矩（T）与转速用于永磁电机的永磁体的形状有圆片、圆柱、（n）的乘积，即P=T×n。用电流产生磁通量，就圆环、方块（片）、瓦片、扇形片等等。近来一般要消耗更多电能，而用永磁体提供磁通量则能节约均采用电脑设计，为尽量减轻重量，提高效率，常电能。所以随着永磁材料的进步，永磁电机就越来将永磁体在上述形状的基础上加以改变，成为有

4、点越多了。近来，随着加强环境保护和节约能源的呼不规则形状的永磁体。声越来越高，一些国家已经在研究开发永磁电机用在电机运行过程中，永磁体周期性地不断受到于电动汽车，用于取代500kW以下普通电动机。退磁场的作用；同时电机各部分的能量损耗最终都图1示出轿车中所需的永磁电机的概况。图2变成热量，使电机达成热平衡时的温度很高。所以用于电机的永磁材料必须具有较高的内禀矫顽力Hci和临界磁场Hk。收稿日期：修回日期：磁性材料及器件2007年6月65在电机运行过程中，永磁体受到的离心力是很钴。钐钴永磁材料的磁特性全面优于铝镍钴和钡锶大的。离心力是张应力，而永磁材料的抗张强度

5、不铁氧体，但价格贵，只用在高档电声器件中。钕铁高。对此，人们在两方面作出努力：（1）在电机结硼永磁材料的剩磁和最大磁能积（常温下）均比钐构中使永磁体受到的压应力大于张应力；（2）粘结钴高很多，价格适中，在电声器件中广泛应用。但永磁体的抗张强度比烧结永磁体的大，许多电机采由于剩磁和矫顽力的温度系数都是负的，而且数值用它。较大，影响气隙磁密的稳定，从而影响电声器件的铝镍钴永磁体用在电机中，必须装配好以后充品质。其次，钕铁硼永磁体的化学稳定性较差，易磁。此类电机定子转子拆开后重装，还必须再充磁，受腐蚀，一般的表面涂层不能确保八年十年不出问否则力矩和功率会大大降低。其

6、原因是矫顽力低，题。拆开时永磁体严重退磁。目前，电声器件中使用永磁材料的格局大致钡、锶铁氧体、钐钴和钕铁硼磁体用在电机中，是：廉价的用钡、锶铁氧体，中档的用钕铁硼，高可以装配好以后充磁，也可以充磁后装配。档的用钐钴。铝镍钴永磁材料基本上已退出电声器件。3永磁材料用于电声器件4永磁材料用于磁力机械扬声器、耳机（耳塞）等电声器件的基本结构2都是一样的，如图3所示。永磁体提供恒定的气隙磁力的计算公式为F=(B/4965)S或近似为2磁场；细导线绕的音圈悬在此气隙中，导线与磁场F=(B/5000)S。式中，F为磁力，单位是“公斤力”垂直；音圈与纸盆或音膜牢固连接。当音

7、圈中通以（kgf）；B为磁通密度，简称磁密，单位是“高斯”交变的音频电流时，音圈将以同样频率上下振动，（G）；S为与磁通密度正交（垂直相交）的面积，22纸盆或音膜则跟随音圈一起振动，发出声音。单位是“平方厘米”（cm）。当S=1cm，B=5000G，则有F=1公斤力；B=10000G，F=4公斤力；B=20000G，F=16公斤力。以此磁力公式为基础，纸盘音圈综合运用永磁材料、导磁材料（铁等）、非导磁材软铁料（铜、铝、塑料等），人们制造了大量的各式各永磁体样的磁力机械，发挥了许多功能，兹举例说明如下：磁通4.1磁力吸头图4示出了一只小型强力永磁吸头，仅用30克

8、永磁材料，吸力达到100公斤力以上。大