永磁体基本性能参数

1、永磁体基本性能参数永磁材料： 永磁材料被外加磁场磁化后磁性不消失， 可对外部空间提 供稳定磁场。钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种： 剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs） 1Gs =0.000仃将一个磁体在闭路环境下被外磁场充磁到技术饱和后撤消外磁场， 此 时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。 它表示磁体所能提供的最 大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在 实际磁路中磁体的磁感应强度都小于剩磁。钕铁硼是现今发现的 Br最高的实用永磁材料。磁感矫顽力（Hcb）单位是安/米（A/m ）和奥斯特（Oe）或1 Oe79.6A/m处于技术饱和磁化后的磁体在被反向充磁时，

2、 使磁感应强度降为零所 需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化 强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵 消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一 定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是 11000Oe以上。内禀矫顽力（Hcj）单位是安/米 （A/m）和奥斯特（Oe） 1 Oe-79.6A/m使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度， 我们称之为内禀 矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量， 如果外加 的磁场等于磁体的内禀矫顽力， 磁体的磁性将会基本消除。 钕铁硼的Hcj 会随着温度的升高而降低所以需要工作在高温环境下时应

3、该选择 高 Hcj 的牌号。磁能积（BH）单位为焦/米3 （J/m3）或高？奥（GOe）1 MGOe- 7. 96kJ/m3退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积，而B XH 的最大值称之为最大磁能积 (BH)max 。磁能积是恒量磁体所储存能 量大小的重要参数之一， (BH)max 越大说明磁体蕴含的磁能量越大。设计磁路时要尽可能使磁体的工作点处在最大磁能积所对应的 B 和H 附近。各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该 方向取向时所得磁性能最高的磁体。 烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁 体。取向方向：各向异性的磁体能

4、获得最佳磁性能的方向称为磁体的取向 方向。也称作 “取向轴”，“易磁化轴”。磁场强度：指空间某处磁场的大小，用 H 表示，它的单位是安 /米(A/m),也有用奥斯特(Oe)作单位的。磁感应强度：磁感应强度 B的定义是：B=卩O(H+M)，其中H和M分别是磁化强度和磁场强度，而a 0是真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，即单位面积内的磁通量。单位是特斯拉( T)。磁化强度：指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用 M 表示，单位是 安/米(Alm )。它与磁感应强度和磁场强度有如下关系B=(M+H)a 0在各向同性线性媒质中，磁化强度 M 和磁场强度 H 成正比， M=XmH, Xm是磁化率。上式可

5、改写成B=(1+Xm) a 0H =a 0H =a H式中ra 0称媒质的磁导率；a r=1+ X m称媒质的相对磁导率,为一纯数。磁通：给定面积内的总磁感应强度。当磁感应强度 B 均匀分布于磁 体表面A时，磁通的一般算式为 二B X A。磁通的SI单位是麦克斯韦。相对磁导率：媒介磁导率相对于真空磁导率的比值， 即a r = a / a o。1。在CGS单位制中，卩0=1。另外，空气的相对磁导率在实际使用中往 往值取为 1，另外铜、铝和不锈钢材料的相对磁导率也近似为磁导：磁通与磁动势F的比值，类似于电路中的电导。是反映材料 导磁能力的一个物理量。磁导系数 Pc ：又为退磁系数，在退磁曲线上，磁

6、感应强度 Bd 与磁 场强度Hd的比率，即Pc二Bd/Hd，磁导系数可用来估计各种条件下 的磁通值。对于孤立磁体Pc只与磁体的尺寸有关，退磁曲线和Pc线 的交点就是磁体的工作点， Pc 越大磁体工作点越高，越不容易被退磁。般情况下对于一个孤立磁体取向长度相对越大 Pc 越大。因此Pc是永磁磁路设计中的一个重要的物理量。磁滞回线 当铁磁质的磁化达到饱和之后，B将不再明显增加而趋于 定值Bs, Bs为饱和磁感应强度，此时的磁场强度 Hs称为饱和磁场强度。此后将H减小，B也随之减小，但滞后于H的减小，当H=0 时，B并不为零，其值Br叫乘余磁感应强度，简称剩磁。欲使 B亦变为零，必须加反向磁场，当

7、H=-Hc时，B值变为零，铁磁材料完全退磁，称He为该材料的矫顽力。如果反向磁场继续增大，铁磁材 料将反向磁化，当H=-HM时，磁化达到饱和B=-Bs，此后若减小反 向磁场，使 H=0，贝J B=-Br，当 H=Hc 时，B=0，至 H=Hs 时，B=Bs。回到正向饱和状态。这样便经历了一个循环过程，B随H变化而形成 一闭合曲线，称为铁磁材料的磁滞回线，如下图所示翼II号单位.11C6S»3J*ar©帘伯阴j1-J£特斯扌址T）B畐融尿）ies=io"*THHNIGssiO gJ特斯按T；4rM高au也）1G5=IO1脚將（Fn円高臭* GOe)IMGO

8、e 10/4-刖屛1ffi学量寫用单宜換算花高斯单位制（OGS）中5 =月+4前?曲在国际拆准单拉制仆I）中 E二曲+J =獰0嬴1、矫顽力，内禀矫顽力?在永磁材料的退磁曲线上，当反向磁场 H增大到某一值bHc时，磁体的磁感应强度B为0称该反向磁场H值为该材料的矫顽力bHc；在反向磁场H= bHc时，磁体对外不显示磁通，因此矫顽力 bHc表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其它退磁效应的能力。矫顽力bHc是磁路设计中的一个重要参量之一。当反向磁场H= bHc时，虽然磁体的磁感应强度 B为0,磁体对外不显示磁通，但磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和往往并不为0,也就是说此时磁体的磁极化强度 J在原来的方向

9、往往仍保持一个较大的值。因此，bHc还不足以表征磁体的内禀磁特性； 当反向磁场H增大到某一值jHc时，磁体内部的微观磁偶极矩的矢量和为 0,称该反向磁场H值为该材料的内禀矫顽力jHc。内禀矫顽力 jHc 是永磁材料的一个非常重要的物理参量， 对于 jHc 远 大于 bHc 的磁体，当反向磁场 H 大于 bHc 但小于 jHc 时，虽然此时 磁体已被退磁到磁感应强度 B 反向的程度，但在反向磁场 H 撤消后， 磁体的磁感应强度 B 仍能因内部的微观磁偶极矩的矢量和处在原来 方向而回到原来的方向。也就是说，只要反向磁场 H 还未达到 jHc，永磁材料便尚未被完全退磁。 因此，内禀矫顽力 jHc 是

10、表征永磁材料 抵抗外部反向磁场或其它退磁效应， 以保持其原始磁化状态能力的一 个主要指标。矫顽力 bHc 和内禀矫顽力 jHc 的单位与磁场强度单位相同。般磁性材料的性能可以通过其四个参数来加以表述， 即剩余磁感应 强度（简称剩磁）Br （单位高斯Gs或毫特mT, 1mT=1OGs）,矫顽力Hcb （单位奥斯特Oe）,内禀矫顽力Hcj （单位奥斯特Oe）,最大 磁能积（BH）max（单位兆高奥 MGOe）,其中Br, Hcj, max三参数又是最直接的表示。Br, Hcj, max 三者的相互关系Br 的大小一般可认为能表明磁件充磁后的表面磁场的高低； Hcj 的大 小可说明磁件充磁后抗退磁及

11、耐温高低的能力； max 是 Br 与 Hcj 乘 积的最大值，它的大小直接表明了磁体的性能高低。般来说，max相近的磁体中，Br高，Hcj就偏低；Hcj高，Br就偏 低。我们不能以Br, Hcj, max的高低来决定其好坏，要以产品的用途、所需的特性来确定三者的高低；即使在同等max值的条件下，也要看产品的用途、充磁的要求来决定采用高 Br值、低Hcj，还是反之。在同等的条件下，即相同尺寸、相同极数和相同的充磁电压，磁能积高的磁件所获得的表磁也高，但在相同的max值时，Br和Hcj的高低对充磁有以下影响：Br 高， Hcj 低：在同等充磁电压下，能得到较高的表磁；Br 低， Hcj 高：要得

12、到相同表磁，需用较高充磁电压； 对于多极充磁，要采用 Br 高 Hcj 低的磁粉，而对于磁瓦，一般采用Hcj 高 Br 低的磁粉，这是由于磁瓦用于的电机在使用中要承受较大 的去磁电流和过载。2、剩磁永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后， 再撤消外磁场时， 永 磁材料的磁极化强度 J 和内部磁感应强度 B 并不会因外磁场 H 的消 失而消失， 而会保持一定大小的值， 该值即称为该材料的剩余磁极化 强度Jr和剩余磁感应强度Br，统称剩磁。3、磁极化强度（J）,磁化强度（M）现代磁学研究表明：一切磁现象都起源于电流。磁性材料也不例外， 其铁磁现象是起源于材料内部原子的核外电子运动形成的微电流， 称分子电流。这些微电流的集合效应使得材料对外呈现各种各样的宏 观磁特性。 因为每一个微电流都产生磁效应， 所以把一个单位微电流 称为一个磁偶极子。 定义在真空中每单位外磁场对一个磁偶极子产生 的最大力矩为磁偶极矩pm,每单位材料体积内磁偶极矩的矢量和为 磁极化