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。

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。

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。