1不同類電機對磁性材料的要求

不同類的電機由于其使用的要求和環境不同，必對磁鋼有著不同的要求。以下分三部分敘述：著重介紹直流電機、無刷電機對磁鋼的不同要求。

直流電機和無刷電機均會采用磁瓦或磁環，但兩者的主要不同點是對其充磁的要求不同。在充磁波形中，主要可以通過觀察波形中的著幾個參數來判斷充磁的好壞：平均極值、極差和面積（或占空比）。平均極值是表明充磁或磁鋼的性能是否達到產品的要求；極差表明充磁的均勻度如何；面積（或占空比）表明充磁波形的大小，在同等極值下，它的大小決定了電機的出力大小，但是，它越大，電機的定位轉矩越大，旋轉起來的手感不好。一般在直流電機中，要求出力大，故占空比較大；而無刷電機則要求旋轉平穩，它有一個指標——力矩波動，特別是在低速下，力矩波動越小，就要求充磁波形越接近正弦波。這也就是我們要求充磁波形的上升沿要平穩、緩慢上升。

2不同類電機對充磁的極數要求

在這里我們首先講一下充磁的種類：

a．磁環的外充——即在磁環的外表面充有磁極，一般用于電機的轉子；

b．磁環的內充——即在磁環的內表面充有磁極，一般用于電機的定子或外轉子；

c．磁環的斜充——即在轉子的表面所充的磁極與磁環兩端面成小于90°的角；

d．軸向充磁——即沿著磁環、磁片的軸心上下充磁，其中又可分為：

⑴軸向2極充磁——即磁件的一端為N極，另一端為S極，是最簡單的充磁；

⑵軸向單面多極充磁——主要產品為磁片，即在磁件的一個表面充有2個以上的磁極；

⑶軸向雙面多極充磁——即在磁件的雙面都充有2個以上的磁極，且極性相反。

對于軸向單面或雙面多極充磁，單面的表磁比雙面的要高，但單面充磁的另一面表磁很低，其實單面的兩面表磁相加與雙面的相加是相同的。

e．輻向充磁——顧名思義，輻向充磁即充磁磁場從圓心向四周輻射。對磁環來說，充磁后形成內圓表面全部呈一個極性，外圓表面呈一個極性；而對于磁瓦，起輻向充磁的效果比普通的充磁效果要好，它能使磁瓦的內弧面的各點表磁較為相近。

一般講到極數，指電機的多極充磁。對于磁環來說，2極磁環大多用于小型直流電機，部分會有4極；而步進電機、無刷電機、同步電機所用磁環有4、6、8、10….等偶數極，

3從磁體的形狀、極數來判斷其應用場合

對于磁瓦而言，一般就用于直流電機和無刷電機中，而在直流電機中，以2極和4極居多，這可根據其圓心角來判斷，在前面以講過。無刷電機用磁瓦作為定子時，一般都超過6極，故其圓心角遠遠小于直流電機用的磁瓦；但磁瓦作為無刷電機的轉子時，可有4、6以上的極數，對于4極來說，轉子是外表面充磁，且由于要拼成一個圓，其圓心角接近90°，這一點可區別于直流電機。若是磁環，主要是區分步進電機、無刷電機和同步電機。步進電機所用磁環的外徑較小，大部分在20左右，很少超過30的，且其壁厚較薄，在1.0-1.5之間；其極數較多，在10極以上，有的可達50極。無刷電機的磁環一般直徑大于20，極數在4-12極之間，且其壁厚多在1.5-5.0之間。小型同步電機的磁環在20-40之間，極數為8-16極，壁厚在1.0-3.0。

注塑磁、粘結NdFeB、燒結NdFeB的不同點及其常規應用

注塑磁、粘結NdFeB、燒結NdFeB三種材料是小型電機常用的，特別是前二種。這三種材料各有其特點，在此僅作簡單概括。

4性能參數的不同，應用特點

它們的性能是遞增的，價格同樣如此，這就決定了它們各自的應用。注塑磁又分注塑鐵氧體和注塑NdFeB，其粘結體有尼龍6、12和PPS，尼龍比PPS略便宜，但它組成的磁件表面光潔度、強度、耐溫都比PPS的差。它們的共同特點是可以和各種零件或軸一起注塑，以保證產品的質量。注塑鐵氧體磁件又分各向同性（等方性）與各向異性（異方性），各向同性的磁能積較低，在1.5MGOe左右，各向異性的磁能積在2.1 MGOe左右。其主要用于量大面廣的產品，如玩具電機、空調用步進電機、風機等。注塑NdFeB的最高磁能積在6.0MGOe左右，若用進口原料可達6.5MGOe，但價格較高。目前，注塑NdFeB的應用還不廣泛，主要是不為大家熟知，其實它可替代較多的低能積的粘結NdFeB磁件，特別是在步進電機中以及帶軸注塑的轉子。
?

粘結NdFeB是在高性能產品中應用最為廣泛的，上可進入燒結NdFeB的產品，下可進入鐵氧體的產品，這主要是其性能介于兩者之間，而且它屬于各向同性，適合各種充磁方式。它的缺點是耐溫較差，最高為150℃，這也就決定了其適用于小型電機和控制電機，對驅動類電機要看具體情況。

燒結NdFeB因其較高的性能而得以廣泛應用，但目前主要用于驅動類電機。在我們所說的電機中，主要為無刷電機和交流伺服電機，且以瓦形為主，因為目前的燒結NdFeB均以單向取向為主，即磁件只能一個方向充磁，故其無法做成磁環進行2極以上的充磁。現在開發的輻向取向燒結NdFeB，即可做到這一點。兩者的區別是在壓制時的取向方向不同，但輻向產品的模具較為復雜，對磁件要有模具費。輻向取向燒結NdFeB磁環首先將在無刷電機和交流伺服電機中得到應用，這是由兩者的價格所決定的。采用輻向取向，即使對磁瓦也是非常有益的，其充磁后的波形接近矩形波，而非馬鞍形。

5互換的可能性與結果

一般來說，在同種材料中，性能高低的替換較容易，而不同的材料替換，雖然也是性能的不同，但有極大的區別，必須對電機的結構作出變動，否則，即使用高性能的材料替換低性能的，也不能得到好的性能。一般高替低，結構變小，低替高，反之。

6如何從電機的運行結果來判斷磁性材料的優劣

電機的力矩大小

一般來說，電機力矩大，磁鋼性能高，小則低。在小電機中對定位轉矩希望要小，即電機從靜止到轉動的瞬間的扭矩，主要由充磁波形和鐵芯槽形決定。

電機的轉速高低

電機的轉速有空載轉速和負載轉速，當討論轉速與磁鋼性能高低關系時，應排除由電機其它阻力矩的影響。空載轉速高，磁性能低，反之，磁性能高；負載轉速高，磁性能高，反之，磁性能低。

電機的電流大小

電機的電流也有空載電流和負載電流，當討論電流與磁鋼性能高低關系時，同樣應排除由電機其它阻力矩的影響。空載電流大，磁性能低，反之，磁性能高，但這一點在電機中并不明顯，空載電流的大小與繞組的電阻關系更大；負載電流大，磁性能低，反之，磁性能高。

以上的關系我們可用下表來說明：

?

其實三者是相互關聯的，對于磁性能的改變要綜合考慮。

審核編輯：湯梓紅