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2013-06-29
三相永磁同步电机之相关永磁材料的磁性稳定性处理方法
为提高成品永磁体的磁场稳定性,可采取以下处理方法圈:
1.人工时效处理
永磁体在充磁之后,在通常的环境条件下,磁性能随时间变化,其变化称为自然时效。人工时效处理就是把永磁体保持在高于常温的某一温度下一定时间,以加速自然时效过程,即以较高温度下的热时效替代长时间的常温自然时效。人工自然时效有两方面作用:①在充磁之前进行人工自然时效,称为组织稳定处理,可加速永磁体组织结构的变化,使其组织结构趋于稳定;②在充磁之后进行人工自然时效,称为磁稳定处理,可以加速磁结构的变化。据统计,将饱和充磁后的永磁体在10 。 ℃下保持lh,相当于常温下一年时效,例如将AINICos在I000C下保持10一Zomin之后,其磁性能几乎不再随时间推移而下降。
显而易见,人工时效处理要损失一部分磁性能,但此后磁性能基本不再变化,性能稳定。例如,有的研究将衫钻永磁样品在250 ℃下进行1h的稳定化处理,再在200 ℃下进行长时间人工时效处理后,磁性能下降15%左右,但在随后的使用过程中,磁性能基本不变。
2.交流退磁处理
为降低不可逆变化,将充磁后的永磁体置于工频磁场中进行交流退磁处理。退磁量要适当,一般为5%一10%不等,不同材料有差异。
3.磁接触稳定处理
在使用和运输过程中,饱和充磁后的永磁体的接触不可避免,可能导致磁性能的变化,因此需要进行磁接触稳定处理,大体上有以下方法:①磁体与磁体相吸方向摩擦;②磁体与磁体相斥方向摩擦;③磁体在铁板上滚动;④磁体在铁板上滑动。一般磁体与磁体相斥方向摩擦40次以上,其他做10次以上。
4.温度循环稳定处理
为降低永磁体使用过程中的不可逆损失,可进行温度循环处理。温度循环处理的温度比实际使用温度的范围宽些。上述4种稳定化处理方法在实际中都可以采用,但尽量在与永磁体所处工作环境相似的条件下进行,以取得好的效果。有时采用几种方法联合处理,以获得更稳定的性能。
永磁材料主要包括马氏体永磁、铁镍钻基永磁、可加工永磁、铁氧体永磁、稀土钻永磁、钦铁硼永磁和粘结永磁,它们在磁性能、经济性和力学性能等方面差异很大,各有其特点,下面详细介绍。
一、马氏体永磁
这是早期的永磁体,包括碳钢[含碳量为1 %(质量分数)左右]、钨钢(含碳量为0 , 68%一0.78写、含铬量为0.30%一0 . 5%、含钨量为5 . 2%一6 . 2 %)、铬钢(含碳量为0 . 95环一1 . 1写、含铬量为2 . 8%一3 . 6 %)、钻钢’(含碳量为0 . 9写一1 . 05环、含钻量为5 . 5%一6 . 5 %)和铝钢(含碳量为2%、含铝量为8 % ),其中常见的为铬钢、钨钢和钻钢。
马氏体永磁是通过热处理将已经加工好的零件加热到高温,通过淬火使奥氏体转化为马氏体而得到的永磁材料。它具有塑性好、可进行冷加工和切削加工、原材料丰富等优点,但矫顽力和磁能积较低、组织不稳定,目前已经很少采用。表2一2是这些永磁体的磁性能。