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稀土永磁电机失磁分析

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XXXXXXXXXXX学院

毕业设计(论文）技术报告

课题名称： 航空永磁电机失磁分析

学员姓名 XX

专业期班 08级电气工程及其自动化班

系 队 XX

指导教员 XX

二〇一二年六月

论文题目： 航空永磁电机失磁分析

作 者： XX

指导教员： XX

内容摘要：永磁电机特别是稀土永磁电机的优良特性使其在航空领域有良好的应用前景。然而永磁电机在恶劣的环境条件下工作时，容易引起电机永磁体的不可逆失磁，从而导致电机性能大幅下降。本文从永磁材料的性能和电机的工作原理入手，分析了稀土永磁电机的永磁体在高温、机械振动、化学腐蚀、交变磁场和时效的作用下的失磁原因，从电机设计和使用的角度提出了减小失磁的措施，并介绍了对永磁体重新充磁的方法和注意事项。

关 键 词：航空永磁电机，稀土永磁电机，失磁分析，充磁

TITLE： Analysis on excitation loss of aero permanent magnet motor

AUTHOR： XX

TUTOR： XX

ABSTRACT： The excellent characters of permanent magnet motor especially rare

earth permanent magnet motor making it has a good prospect of application in

aviation fields. However the motor may easily lose excitation when the operating

conditions are bad, which leads to a noticeable reduction in motor performance.

Based on material properties and working principle of permanent magnet motor,

this article analyzed the reasons of excitation loss caused by different factors,

such as high temperature, mechanical vibration, chemical corrosion and long time

effect. Then proposed prevent measures from the design and the actual use of

the motor. At last discussed methods and matters need attention in the process

of magnetizing the permanent magnet.

KEYWORDS: aero permanent magnet motor; rare earth permanent magnet motor;

excitation loss analysis; magnetizing

目 次

1 绪论 ........................................................................................................................................ 1

1.1 永磁电机在航空上的应用 ............................................................................................ 1

1.2 航空永磁电机存在的问题 ............................................................................................ 1

2 永磁电机失磁原因分析 ........................................................................................................ 2

2.1 失磁原因概述 ................................................................................................................ 2

2.2 热失磁 ............................................................................................................................ 2

2.2.1 热失磁的原因 ............................................................................................................. 2

2.2.2 衡量永磁材料热稳定性的参数 ................................................................................. 4

2.3 交流失磁 ........................................................................................................................ 4

2.3.1 永磁材料的外磁场稳定性 ......................................................................................... 4

2.3.2 电枢反应引起永磁体失磁的机理 ............................................................................. 5

2.3.3 高频交变磁场环境对失磁效应的影响 ..................................................................... 8

2.4 化学腐蚀失磁 .............................................................................................................. 10

2.4.1 永磁材料的化学稳定性 ........................................................................................... 10

2.4.2 氧化和腐蚀的机理 ................................................................................................... 10

2.5 振动失磁 ...................................................................................................................... 11

2.6 时效失磁 ...................................................................................................................... 12

2.6.1 永磁材料的时间稳定性 ........................................................................................... 12

2.6.2 永磁材料的老化现象 ............................................................................................... 13

2.7 接触失磁 ...................................................................................................................... 13

3减小电机永磁体失磁的措施 ............................................................................................... 13

3.1 减小材料本身的原因引起的失磁 .............................................................................. 13

3.1.1 添加合金元素 ........................................................................................................... 13

3.1.2 表面处理 ................................................................................................................... 14

3.2 减小电机设计的原因引起的失磁 .............................................................................. 15

3.2.1 选择合适的永磁材料 ............................................................................................... 15

3.2.2 正确预测电机温升 ................................................................................................... 16

3.2.3 正确选择电机永磁体的工作点 ............................................................................... 16

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如何判断永磁电机是否退磁

如何判断永磁电机是否退磁

如何判断永磁电机是否退磁

近年来，永磁变频螺杆空压机由于其高效、节能、压力稳定等特点受到越来越多客户的信赖。但市面上永磁电机生产企业参差不齐，如果选择不当，就有可能导致永磁电机失磁的风险，而永磁电机一旦失磁，基本上只能选择更换电机，从而导致维修成本大。如何判断永磁电机是否失磁？

1 机器在开始运行时电流正常，在经过一段时间的后，电流变大，时间久了，就会报变频器过载。首先需要确定空压机厂家变频器选型无误，再确认变频器内的参数是否被改动过，如果两者都没有问题，则需要通过反电动势进行判断，将机头与电机脱开，进行空载辨识，空载运行至额定频率，此时输出的电压就是反电动势，如果低于电机铭牌上反电动势50V以上，即可确定电机退磁。

2 永磁电机退磁后运行电流一般会超出额定值较多，那些只在低速或者高速运行才报过载或者偶尔报过载的情况一般不是退磁导致。

3 永磁电机退磁是需要一定时间的，有的几个月甚至一两年，如果厂家选型错误导致报电流过载，不属于电机退磁。 4 电机退磁原因

1. 电机的散热风扇异常，导致电机高温

2. 电机没有设置温度保护装置

3. 环境温度过高

4. 电机设计不合理

稀土永磁电机发展综述

稀土永磁电机发展综述

稀土永磁电机发展综述

1

电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为在电机内建立进行机电能量转换所

必需的气隙磁场，可以有两种方法。一种是在电机绕组内通电流产生，既需要有专门的绕组和相应

的装置，又需要不断供给能量以维持电流流动，例如普通的直流电机和同步电机；另一种是由永磁

体来产生磁场，既可简化电机结构，又可节约能量，这就是永磁电机。

2

永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相关。我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并把它应用

于实践的国家，两千多年前，我国利用永磁材料的磁特性制成了指南针，在航海、军事等领域发挥

了巨大的作用，成为我国古代四大发明之一。

19世纪20年代出现的世界上第一台电机就是由永磁体产生励磁磁场的永磁电机。但当时所用的永磁

材料是天然磁铁矿石（Fe3O4），磁能密度很低，用它制成的电机体积庞大，不久被电励磁电机所取

代。

随着各种电机迅速发展的需要和电流充磁器的发明，人们对永磁材料的机理、构成和制造技术进行

了深入研究，相继发现了碳钢、钨钢（最大磁能积约2.7 kJ/m3）、钴钢（最大磁能积约7.2

kJ/m3）等多种永磁材料。特别是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁（最大磁能积可达85 kJ/m3）和

50年代出现的铁氧体永磁（最大磁能积现可达40 kJ/m3），磁性能有了很大提高，各种微型和小型

电机又纷纷使用永磁体励磁。永磁电机的功率小至数毫瓦，大至几十千瓦，在军事、工农业生产和

日常生活中得到广泛应用，产量急剧增加。相应地，这段时期在永磁电机的设计理论、计算方法、

充磁和制造技术等方面也都取得了突破性进展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研

究方法。但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），铁氧体永磁的剩磁密度不高

（0.2～0.44 T），限制了它们在电机中的应用范围。一直到20世纪60年代和80年代，稀土钴永磁和

钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继问世，它们的高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁

稀土材料在永磁电机中的应用原理

稀土材料在永磁电机中的应用原理

稀土材料在永磁电机中的应用原理

1. 简介

稀土材料是指由稀土元素组成的材料，具有独特的物理化学性质。在永磁电机中，稀土材料被广泛应用，用于制造永磁体。

2. 永磁电机的工作原理

永磁电机是一种通过磁场相互作用来实现能量转换的设备。其基本原理是通过电流激励或通过永久磁体产生一个磁场，进而与定子磁场相互作用，产生电磁力使转子旋转。永磁电机广泛应用于各种领域，例如电动车、风力发电等。

3. 稀土材料的特性

稀土材料作为永磁电机的核心材料，具有以下特性： - 高矫顽力：稀土材料的矫顽力较高，能够在较强的磁场中保持较高的磁性。 - 高磁导率：稀土材料的磁导率较高，使得其能够产生较强的磁场，从而提高永磁电机的效率。 - 高剩磁：稀土材料具有较高的剩磁，即在磁场消失后仍保留较高的磁性。 - 耐腐蚀性好：稀土材料具有较好的耐腐蚀性，能够长期稳定地工作在恶劣环境中。

4. 稀土材料在永磁电机中的应用

稀土材料在永磁电机中的应用主要体现在以下几个方面：

4.1 永磁体制备

稀土材料是永磁体的主要组成部分，通过特定工艺制备永磁体。常用的稀土材料有钕铁硼（NdFeB）和钐铁氧体（SmCo）等。通过将稀土材料与其他金属元素进行混合、烧结、磁化等工艺，制备出具有高磁性和稳定性的永磁体。

4.2 提高永磁电机效率

稀土材料的高磁导率和高矫顽力能够提高永磁电机的效率。在永磁电机中，采用稀土材料制备的永磁体能够产生较强的磁场，从而提高电机的输出功率和效率。

4.3 缩小电机体积

稀土材料具有高剩磁性，能够在磁场消失后仍然保留一定的磁性。利用稀土材料制备的永磁体能够降低电机的电磁铁尺寸，从而使得电机体积更小，更轻便。 4.4 提高工作温度

稀土材料具有较好的耐腐蚀性和热稳定性，能够在较高温度下工作。在高温环境中，永磁电机使用稀土材料制备的永磁体能够保持较高的性能，不易磁性衰减。

5. 总结

稀土材料在永磁电机中的应用原理主要体现在通过制备永磁体来提高电机的效率和性能。稀土材料具有高矫顽力、高磁导率、高剩磁和良好的耐腐蚀性，能够提高永磁电机的性能，并且使得电机体积更小、工作温度范围更广。稀土材料的应用为永磁电机的发展提供了重要的支撑。

永磁电机消磁温度

永磁电机消磁温度

永磁电机消磁温度

永磁电机是一种通过永磁体产生磁场来实现电机运转的设备。然而，在一些特定的情况下，永磁电机可能会遇到消磁的问题，即失去原有的磁力。消磁的主要原因是温度过高，因此了解永磁电机的消磁温度是非常重要的。

一、永磁电机的工作原理

永磁电机利用永磁体在磁场中的特性来产生转动力。当电流通过电机的线圈时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，从而产生转矩。因此，永磁电机的磁力非常重要，它决定了电机的性能和效率。

二、永磁电机的消磁温度

永磁电机消磁温度是指在该温度下，永磁体的磁力会开始减弱，直至完全消失。一般来说，永磁电机的消磁温度较高，一般在200℃以上。但具体的消磁温度还要根据永磁体的种类和质量来确定。

永磁体通常使用的是稀土永磁体，如钕铁硼磁体（NdFeB）和钴矿石磁体（SmCo）。这两种永磁体在高温下具有不同的消磁特性。钕铁硼磁体的消磁温度一般在300℃左右，而钴矿石磁体的消磁温度较高，可达到800℃以上。

三、永磁电机消磁的影响

当永磁电机的磁力减弱或完全消失时，电机的性能和效率将受到严重影响。因为磁力是产生电机转动力的关键要素，没有磁力的支持，电机无法正常工作。此外，消磁还可能导致电机耗能增加，使电机的工作温度进一步升高，产生更大的热量。因此，控制永磁电机的工作温度，以避免消磁是至关重要的。

四、控制永磁电机的工作温度

为了避免永磁电机的消磁问题，我们应该控制好电机的工作温度。以下是一些建议：

1. 确保永磁电机的散热性能良好，可以通过增加冷却风扇或散热装置来提高散热效果。

2. 监测永磁电机的工作温度，可以使用温度传感器等设备对电机的温度进行实时监测。

3. 根据具体情况，调整永磁电机的工作条件，避免过高的工作温度。

4. 定期对永磁电机进行检查和维护，确保电机的工作状态良好，减少消磁的风险。

五、结语

永磁电机是一种重要的电机类型，在各个领域都有广泛应用。为了保持永磁电机的良好工作状态，避免消磁问题的发生，我们必须了解永磁电机的消磁温度，并采取相应的措施来控制电机的工作温度。只有这样，永磁电机才能发挥出最佳的性能和效率。