1磁瓦定義

一、磁瓦的定義:這裡講的磁瓦是永磁體中的一種主要用在永磁電機上的瓦狀磁鐵。

2分類

磁瓦根據其原材料的不同主要有三大類:
1、 鐵氧體磁瓦
2、 釹鐵硼磁瓦
3、 鋁鎳鈷磁鐵

3磁瓦用途

磁瓦主要用在永磁直流電機中,與電磁式電機通過勵磁線圈產生磁勢源不同,永磁電機是以永磁材料產生恆定磁勢源。永磁磁瓦代替電勵磁具有很多優點,可使電機結構簡單、維修方便、重量輕、體積小、使用可靠、用銅量少、銅耗低、能耗小等。
磁瓦的性能對電機的影響
(1)高的剩餘磁感應強度Br。因為在相同磁極表面積與氣隙下,Br高才能產生大的輸出扭矩和大的功率。電機才會有較高的效率。
(2)高的Hcb。因為Hcb高,才能確保電機輸出所需的電動勢,使電機工作點靠近最大磁能積,充分利用磁體的能力。
(3)高的Hcj。Hcj高可以確保電機有較強的抗過載退磁及抗老化,抗低溫的能力。
(4)高的(BH)max。(BH)max越高,表示永磁鐵氧體在電機中實際的運行的工作係數越好。
(5)磁能量Φ越大越好,這將極大提高電機的工作效率。
(6)退磁曲線的矩形度越好,電機的動態損失越小。
(7)永磁鐵氧體的電阻率越高,渦流損失越小。
(8)永磁鐵氧體的溫度係數小,在高溫下才具有良好的溫度穩定性
(9)啟動電流小,時間常數小。對電源的衝擊就小。

4磁瓦充磁方式

磁瓦三種常用的充磁方式:
1、磁瓦單獨充磁,再裝入機殼,然後裝配整體;
2、磁瓦裝入機殼(粘好)再充磁,然後裝配整體;
3、磁瓦裝入機殼(粘好),再裝配好成品,最後整體充磁。
不同方式對磁瓦充磁的影響:
1、第一種充磁方式要比第二、三種充磁方式表面剩磁低10%左右,一般而言採用第二種充磁方式比較合理;
2、第一種方式充磁很方便,有些廠採用螺線管隧道式充磁,生產效率很高;
3、第二種方式充磁,有些廠採用外沖,有的採用內沖,磁瓦或磁環需要先粘好烘乾,生產上也很方便;
4、第三種方式充磁,有很多小電機(多是三槽的)使用這種方式,其在裝轉子時由於沒有磁力很好裝配,但是不方便檢查磁是否充好了。
5、第一種充磁方式屬於開路充磁,由於充磁時沒有外磁場磁路,沒有構成閉合迴路,磁瓦充磁不易充飽和,對磁瓦的磁通密度有影響,一般比閉路充磁會偏低一些;
6、第二種充磁方式是最常用的,屬於閉路充磁,充磁后的磁通密度也是最高的,而且可以通過充磁頭的形狀來調整氣隙磁密的波形,達到滿足不同電機性能的要求,但是在電機裝配時,需要使用專用工裝進行裝配,否則可能會由於磁吸力的原因磕傷轉子或使磁瓦產生磁碎;
7、第三種充磁方式也屬於閉路充磁(因為轉子沖片是良好的導磁材料),充磁后的磁瓦磁通密度大小一般介於第一種和第二種之間,注意:在使用整機充磁時,最好將碳刷與轉子繞組處於開路狀態,否則在碳刷與換向器接觸表面可能會產生打火現象。

5發展簡史

磁瓦的發展是根據永磁電機本身的需求而變化的。
1)永磁電機分為永磁直流電機與永磁交流電機。
1.1永磁交流電機指的是帶永磁體轉子的多相同步電動機,以前主要採用鐵氧體與鋁鎳鈷磁瓦,隨著功率 要求越來越高,鐵氧體與鋁鎳鈷因磁能積低不能滿足要求,現在釹鐵硼磁瓦在大功率同步電機與發電機領域應用很廣。當然釹鐵硼磁瓦,因稀土資源珍貴,原材料價格成倍上升,其製造成本和出產價格今後將繼續提升,影響其在一些低端領域大量使用。 釹鐵硼永磁本身的負溫度係數,低居里溫度,也限制了其高溫場合的應運。
1.2 永磁直流電機又分為無刷電機和帶換向器普通直流電機,從磁體的形狀、極數來判斷其應用場合
在普通直流電機中,以2極和4極居多,且磁瓦基本上用於作電機定子,微型的直流電機大部分使用的是鐵氧體磁瓦,主要用在玩具、家電、汽車領域。無刷電機用磁瓦作為定子時,一般都超過6極,故其圓心角遠遠小於普通直流電機用的磁瓦。但磁瓦作為無刷電機的轉子時,可有4、6以上的極數,對於4極來說,轉子是外表面充磁,且由於要拼成一個圓,其圓心角接近90°,這一點可區別於普通直流電機。
2)、磁瓦根據應用領域不同,對性能以及磁場波形要求也不同,作為轉子領域,其外弧面表場要求高,波形基本要求為正弦波,作為定子,則根據電機的出力要求,火花以及噪音的不同要求進行選擇,作定子的磁瓦,其內弧表場高,因磁瓦本身形狀與生產特性決定,其波形主要為馬鞍形,該類波形出力大,但火花噪音,空載電流大。為改善振動雜訊、換向火花,減少空載電流,磁鋼的形狀尺寸,模具設計等都要進行精心設計,其中不等厚磁瓦等已經廣泛應用,其原理是使磁瓦內弧氣隙磁場波形趨向平頂波。
3、特殊用途:國內最早做鐵氧體磁瓦的企業如(國營899廠),廣東省梅州市磁性材料廠等,在八九十年代磁化杯風行時期,曾用磁瓦作為磁化杯的磁場源。當時國內對鐵氧體磁瓦的需求量也很少。

6生產工藝

磁瓦根據材料與類別不同,其工藝也相差很大。
鐵氧體磁瓦以燒結鐵氧體為主,釹鐵硼磁瓦分為燒結與粘結兩類
1、燒結鐵氧體磁瓦生產工藝主要分為濕壓異性、干壓同性、干壓異性,其異性與同性的區別是在於壓機成型時是否有取向磁場。這裡主要介紹濕壓異性的工藝
濕壓工藝流程為:原料——預燒——粗粉碎(一次球磨)——配料——二次球磨(濕磨)——磁場成型——燒結——磨削——清洗——充磁。因成型料漿含有水分,在磁場成型顆粒容易轉向所以比干壓異性能獲得更高的取向度,其性能也就更高。
2、燒結釹鐵硼磁瓦:配料——熔煉——破碎——制粉——磁場成型——等靜壓——真空燒結與回火——線切割等加工——電鍍——充磁
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