钐钴(SmCo)和钕铁硼(NdFeB)永磁材料的电阻较低,在交变电场中会产生较大的涡流。涡流效应伴随热效应,使磁体发热,当温度过高时,磁体会发生热退磁现象。
![钐钴](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/632d9cf5j00selpo00033d001hc0183p.jpg)
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![钕铁硼](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/0cd8a8a5j00selpo20010d000ku00eqp.jpg)
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涡流损耗的大小受磁场变化方式、导体运动、几何形状、磁导率和电导率等因素影响。在旋转机械中,转速越高、磁导率越高、电阻率越低,则涡流损耗越大。在电动汽车和电梯等应用中,永磁电机通常由逆变器控制,由于存在载波频率的高次谐波,这会进一步增加涡流损耗,导致热退磁。
降低涡流损耗的方法
电机设计角度:
1. 环绕磁体的屏蔽柱;
![屏蔽柱](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/ec00fbcaj00selpo3002dd000m800m8p.jpg)
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2. 分割磁体;
![分割磁体](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/ab75200cj00selpo4000ld000m800m8p.jpg)
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3. 侧面隔离磁体;
![隔离磁体](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/2667aca5j00selpo5000wd000hs00b4p.jpg)
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这些方法通过改变磁体的结构来减少涡流效应。
磁体材料角度:
降低涡流损耗的一种有效方法是采用粘结磁体。粘结剂使粘结磁体的电阻率显著高于烧结磁体(高出10²~10⁴倍)。然而,粘结磁体的功率和最高使用温度有限。因此,提高烧结磁体的电阻率是更直接的方法。
提高烧结磁体电阻率的方法:
1. 添加高电阻率的粉体(如Al₂O₃);
![Al₂O₃](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/599b98dcj00selpnx001fd000dw00ijp.jpg)
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2. 涂覆SiO₂涂层;
![SiO₂](http://dingyue.ws.126.net/2024/0605/486c9ebdj00selpnz001jd000u000gjp.jpg)
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尽管这些方法能提高电阻率,但也会影响磁性能。因此,在研发过程中,需要在电阻率和磁性能之间找到平衡。
通过优化磁体设计和选择合适材料,可以有效降低涡流损耗,提升电机性能和可靠性。
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