东莞市磁姆新材料有限公司
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铁损的主要因素是由于磁化强度变化引起的磁滞损耗,以及导电磁性材料中感应电压引起的涡流损耗。而磁滞损耗随频率的增加而线性增加,从而使电机的损耗增加;涡流损耗随频率的平方增加,从而使电机的损耗增加。在B=1T、工作频率在50Hz和400 Hz下的铁损范围。
磁性材料的磁致伸缩与其磁晶各向异性有关,它会影响电机的振动,并会产生明显的噪声。因此,具有大的磁致伸缩特性的合金(例如某些CoFe和铁基非晶材料)在用于电机时会产生有害的噪声和振动效应。磁致伸缩在很大程度上取决于化学材料的成分,因此可以通过更改或添加不同的合金材料来控制。具有低饱和磁化强度的材料也倾向于具有较低的磁致伸缩性(例如,钴基非晶材料和80%NiFe)。
为了充分利用软磁材料的磁性能和机械特性,通常在电机铁芯组装过程之前或之后进行退火过程。选软磁材料的典型退火以及居里温度。如果在涂层工艺之后进行退火,则通常使用无机涂层来承受较高的退火温度。应该注意的是,SMC材料通常不进行退火处理,因为高温会破坏铁颗粒之间的绝缘。
迄今为止,无取向SiFe仍然是电机铁芯应用最常见的材料。全球年产量约为一千万吨,占整个软磁材料市场的80%。铁氧体,粉末,非晶态,NiFe和钴铁(CoFe)的全球年产量合计约为50万吨。同时,随着磁性材料的组成成分,材料加工和供应形式等的不断增加,给电机设计人员为新的电机设计选择最佳材料也带来了新的挑战。这意味着,如何根据客户的需求选择材料将成为未来电机开发过程中非常重要的一部分。在电机的设计过程中要考虑的典型材料参数有:1)磁饱和;2)矫顽力;3)磁导率;4)铁损(磁损);5)磁致伸缩(噪声);6)交付;7)市场供应情况;8)价格。
电机的功率密度主要取决于所用材料的磁饱和度。对于较大的磁饱和值,需要较少的材料来引导电机铁芯内部的磁通量,并达到相同的输出功率。磁性材料的矫顽力决定了材料的磁滞特性,从而决定了在电机中产生所需磁通量所需的磁场强度。图1对电机中使用最常见的软磁材料的磁场强度和矫顽力的磁特性进行了总体描述。基于磁性材料数据库除了磁性值,材料的铁损也是电机设计中的关键因素。较低的铁损不仅能够提高电机效率,还减少了电机必要的散热和冷却系统。