釤鈷(SmCo)和釹鐵硼(NdFeB)永磁材料的電阻較低,在交變電場中會產生較大的渦流。渦流效應伴隨熱效應,使磁體發熱,當溫度過高時,磁體會發生熱退磁現象。
釤鈷
釹鐵硼
渦流損耗的大小受磁場變化方式、導體運動、幾何形狀、磁導率和電導率等因素影響。在旋轉機械中,轉速越高、磁導率越高、電阻率越低,則渦流損耗越大。在電動汽車和電梯等應用中,永磁電機通常由逆變器控制,由于存在載波頻率的高次諧波,這會進一步增加渦流損耗,導致熱退磁。
降低渦流損耗的方法
電機設計角度:
1. 環繞磁體的屏蔽柱;
屏蔽柱
2. 分割磁體;
分割磁體
3. 側面隔離磁體;
隔離磁體
這些方法通過改變磁體的結構來減少渦流效應。
磁體材料角度:
降低渦流損耗的一種有效方法是采用粘結磁體。粘結劑使粘結磁體的電阻率顯著高于燒結磁體(高出102~10?倍)。然而,粘結磁體的功率和最高使用溫度有限。因此,提高燒結磁體的電阻率是更直接的方法。
提高燒結磁體電阻率的方法:
1. 添加高電阻率的粉體(如Al?O?);
Al?O?
2. 涂覆SiO?涂層;
SiO?
盡管這些方法能提高電阻率,但也會影響磁性能。因此,在研發過程中,需要在電阻率和磁性能之間找到平衡。
通過優化磁體設計和選擇合適材料,可以有效降低渦流損耗,提升電機性能和可靠性。
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