永磁同步电机之稀土钻永磁

目前生产的稀土钻永磁材料主要有两类：一类是RCos，其中R代表稀土元素，称为1 ' 5稀土钻；另一类是RZ Col :，称为2 , 17稀土钻。在稀土钻中，Cu 、 Fe 、 Cr 、 Mn都可部分取代钻，仍能获得良好的磁性能。 1 , 5系列的矫顽力比2 ' 17系列高，而2 ' 17系列的剩磁比1 , 5系列高。在退磁场较大的场合宜用1 , 5系列永磁体。稀土钻永磁体的剩磁一般为0 . 85一1 . 15T，矫顽力可达SOOkA / m，最大磁能积达258 . 6kJ／耐，退磁曲线基本为直线，抗去磁能力强。

稀土钻永磁居里温度高，一般为710一800 ℃，剩磁温度系数为一（0 . 03一0 . 09 ) % / K ,磁性能稳定性好，可在300 ℃高温下使用。此外，稀土钻永磁具有很强的耐腐蚀和抗氧化能力，通常不需做表面处理。稀土钻永磁硬而脆，抗弯强度、抗拉强度及抗压强度较小。尽管稀土钻磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属衫和昂贵的战略金属钻，价格昂贵，使其应用受到了很大限制，主要用于要求体积小、重量轻、性能稳定的场合。表2一9是部分稀土钻永磁的磁性能，图2一9是其中的Y又20和YXGe24永磁体在不同温度下的退磁曲线和内察退磁曲线。

二、教铁硼永磁

钦铁硼永磁的主要成分是NdZ Fe14B，是目前磁性能最强的永磁材料。它的最大磁能积可达398kJ／耐，为铁氧体永磁材料的5一12倍、铝镍钻永磁材料的3一10倍，理论值为527劫／耐；剩磁最高可达1 . 47T，矫顽力最高可超过I000kA / m，能吸起相当于自身重量640倍的重物。由于不含钻且钦在稀土中的含量远高于衫，铰铁硼的价格比稀土钻要低得多。

钦铁硼永磁的居里温度低，为3 10 - 41 0 ℃，温度稳定性较差，剩磁温度系数为一（0 . 095一0．巧）% / K，矫顽力温度系数为一（0 . 4一。．7 ) % / K，通常最高工作温度为150 ℃，目前已有商业化的耐200 ℃高温的钦铁硼永磁。常温下退磁曲线为直线，但高温下退磁曲线的下部发生弯曲，若设计不当，易发生不可逆退磁。

钦铁硼永磁含有大量的钦和铁，易锈蚀，化学稳定性欠佳，其表面通常需做电镀处理，如镀锌、镍、锡、银、金等，也可以做磷化处理或喷涂环氧树脂以减慢其氧化速度，通常涂层厚度为10一40。钦铁硼永磁的力学性能较好，可切割加工及钻孔。表2一10为部分烧结钦铁硼产品的磁性能，图2一10为其中N33SH的温度特性。

三、粘结永磁

粘结永磁材料是将永磁材料粉末与其他材料，如合成橡胶、塑料、低熔点金属、树脂等混合制成的永磁材料。采用注人成形、压缩成形、挤压成形等方法，可以制成形状复杂的永磁体，具有力学性能好、尺寸精度高、不变形、材料利用率高、形状可以复杂多样的优点，但也存在明显的缺点。在一般的粘结永磁体中，粘结剂大约占体积的40％左右，因此与相应的烧结永磁体相比，磁性能成倍下降，且其允许使用温度不如烧结的高。铁氧体、衫钻和钦铁硼都可以制成粘结永磁体。通常烧结钦铁硼的性能比烧结铁氧体高几倍，粘结钦铁硼的磁性能介于两者之间，填补了两者之间的空白，因此应用较多。表2一11 、表2一12分别是部分粘结铁氧体和粘结钦铁硼的磁性能。

四 、电机中常用永磁材料的综合对比

上述永磁材料中，在电机中常用的有铝镍钻、铁氧体、衫钻和钦铁硼永磁材料。它们中典型材料的综合对比见表2一13 。