磁瓦性能问题

磁瓦：
一、磁瓦的定义：这里讲的磁瓦是永磁体中的一种主要用在永磁电机上
的瓦状磁铁。
二、磁瓦的分类：
磁瓦根据其原材料的不同主要有三大类：
1、 铁氧体磁瓦
2、 钕铁硼磁瓦
3、 铝镍钴磁铁
三、磁瓦的用途：
磁瓦主要用在永磁直流电机中，与电磁式电机通过励磁线圈产生磁势
源不同，永磁电机是以永磁材料产生恒定磁势源。永磁磁瓦代替电励磁具
有很多优点，可使电机结构简单、维修方便、重量轻、体积小、使用可靠、
用铜量少、铜耗低、能耗小等。 磁瓦的性能对电机的影响
(1)高的剩余磁感应强度Br。因为Br高才能确保电机有较高的转速，大
的输出扭矩和大的功率。电机才会有较高的效率。
(2)高的Hcb。因为Hcb高，才能确保电机输出所需的电动势，使电机
工作点靠近最大磁能积，充分利用磁体的能力。
(3)高的Hcj。Hcj高可以确保电机有较强的抗过载退磁及抗老化，抗低
温的能力。 (4)高的(BH)max。(BH)max越高，表示永磁铁氧体在
电机中实际的运行的工作系数越好。
(5)磁能量Φ越大越好，这将极大提高电机的工作效率。
(6)退磁曲线的矩形度越好，电机的动态损失越小。
(7)永磁铁氧体的电阻率越高，涡流损失越小。
(8)永磁铁氧体的温度系数小，在高温下才具有良好的温度稳定性
四、发展简史
磁瓦的发展是根据永磁电机本身的需求而变化的。
1）永磁电机分为永磁直流电机与永磁交流电机。
1.1永磁交流电机指的是带永磁体转子的多相同步电动机，以前主要采
用铁氧体与铝镍钴磁瓦，随着功率 要求越来越高，铁氧体与铝镍钴因磁能
积低不能满足要求，现在钕铁硼磁瓦在大功率同步电机与发电机领域应用
很广。当然钕铁硼磁瓦，因稀土资源珍贵，原材料价格成倍上升，其制造
成本和出产价格今后将继续提升，影响其在一些低端领域大量使用。 钕铁
硼永磁本身的负温度系数，低居里温度，也限制了其高温场合的应运。
1.2 永磁直流电机又分为无刷电机和带换向器普通直流电机，从磁体的
形状、极数来判断其应用场合
在普通直流电机中，以2极和4极居多，且磁瓦基本上用于作电机定子，
微型的直流电机大部分使用的是铁氧体磁瓦，主要用在玩具、家电、汽车
领域。无刷电机用磁瓦作为定子时，一般都超过6极，故其圆心角远远小于
普通直流电机用的磁瓦。但磁瓦作为无刷电机的转子时，可有4、6以上的
极数，对于4极来说，转子是外表面充磁，且由于要拼成一个圆，其圆心角
接近90°，这一点可区别于普通直流电机。
2）、磁瓦根据应用领域不同，对性能以及磁场波形要求也不同，作为转
子领域，其外弧面表场要求高，波形基本要求为正弦波，作为定子，则根
据电机的出力要求，火花以及噪音的不同要求进行选择，作定子的磁瓦，
其内弧表场高，因磁瓦本身形状与生产特性决定，其波形主要为马鞍形，
该类波形出力大，但火花噪音，空载电流大。为改善振动噪声、换向火花，
减少空载电流，磁钢的形状尺寸，模具设计等都要进行精心设计，其中不
等厚磁瓦等已经广泛应用，其原理是使磁瓦内弧气隙磁场波形趋向平顶波。
3、特殊用途：国内最早做铁氧体磁瓦的企业如四川899（宜宾金川电
子有限责任公司），广东省梅州市磁性材料厂等，在八九十年代磁化杯风行
时期，曾用磁瓦作为磁化杯的磁场源。当时国内对铁氧体磁瓦的需求量也
很少。
五、生产工艺 磁瓦根据材料与类别不同，其工艺也相差很大。
铁氧体磁瓦以烧结铁氧体为主，钕铁硼磁瓦分为烧结与粘结两类
1、烧结铁氧体磁瓦生产工艺主要分为湿压异性、干压同性、干压异性，
其异性与同性的区别是在于压机成型时是否有取向磁场。这里主要介绍湿
压异性的工艺 湿压工艺流程为：原料——预烧——粗粉碎（一次球磨）
——配料——二次球磨（湿磨）——磁场成型——烧结——磨削——清洗
——充磁。因成型料浆含有水分，在磁场成型颗粒容易转向所以比干压异性
能获得更高的取向度，其性能也就更高。
2、烧结钕铁硼磁瓦：配料——熔炼——破碎——制粉——磁场成型——
等静压——真空烧结与回火——线切割等加工——电镀——充磁
磁瓦三种常用的充磁[1]方式：
1、磁瓦单独充磁，再装入机壳，然后装配整体；
2、磁瓦装入机壳（粘好）再充磁，然后装配整体；
3、磁瓦装入机壳（粘好），再装配好成品，最后整体充磁。
不同方式对磁瓦充磁的影响：
1、第一种充磁方式要比第二、三种充磁方式表面剩磁低10%左右，一般而言采用第二
种充磁方式比较合理；
2、第一种方式充磁很方便，有些厂采用螺线管隧道式充磁，生产效率很高；
3、第二种方式充磁，有些厂采用外冲，有的采用内冲，磁瓦或磁环需要先粘好烘干，
生产上也很方便；
4、第三种方式充磁，有很多小电机（多是三槽的）使用这种方式，其在装转子时由于
没有磁力很好装配，但是不方便检查磁是否充好了。
5、第一种充磁方式属于开路充磁，由于充磁时没有外磁场磁路，没有构成闭合回路，
磁瓦充磁不易充饱和，对磁瓦的磁通密度有影响，一般比闭路充磁会偏低一些；
6、第二种充磁方式是最常用的，属于闭路充磁，充磁后的磁通密度也是最高的，而且
可以通过充磁头的形状来调整气隙磁密的波形，达到满足不同电机性能的要求，但是在电机
装配时，需要使用专用工装进行装配，否则可能会由于磁吸力的原因磕伤转子或使磁瓦产生
磁碎；
7、第三种充磁方式也属于闭路充磁（因为转子冲片是良好的导磁材料），充磁后的磁
瓦磁通密度大小一般介于第一种和第二种之间，注意：在使用整机充磁时，最好将碳刷与转
子绕组处于开路状态，否则在碳刷与换向器接触表面可能会产生打火现象。