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    微型直流電機加厚磁鋼對微電機的影響


    ?微電機的結構中少不了磁鋼這一材料,它一般指的是鋁鎳鈷合金(也就是AlNiCo),磁鋼就是由這幾種金屬合成的,當然也有用銅、鈮、鉭用來合成制作超高硬度的永磁合金。


    天孚微電機用到的是鐵氧體磁鋼,主要有鋇和鍶兩種材料,鐵氧體磁鋼它是應用最為廣泛一種材料,是一種具有不易退磁、不易腐蝕的永磁材料,它的最高工作溫度可達250℃左右,這也是天孚微電機使用壽命長的原因之一。


    tf微電機?


    在磁鋼最大磁能積,矯頑力一樣的情況下,增加磁鋼的厚度,對微電機的性能會有什么影響呢?


    增加磁鋼的厚度,我們知道磁路和電路相似,磁鋼和電源的可以類比的,如果只增加厚度的話,剩磁對應的磁通是不變的,但是內磁阻會變大,外磁路磁阻不變時,外磁路的磁通就會變大,因為電源有兩種等效,一種是電流源并聯電阻,一種是電壓源串聯電阻。磁鐵剩磁不變,磁化方向的截面積不變,相當于電流源不變,但是內阻增大了。

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    鐵氧磁體?


    退磁問題:微電機磁鐵對應磁動勢增大,內磁阻增大,在相同的退磁下,磁通就小,抗退磁能力就強,弱磁性能和退磁一樣,弱磁困難,還有就是D軸磁阻大,Ld小,弱磁困難,反電勢增大,轉矩系數就大,銅耗就降低,也增加了成本;


    齒槽轉矩:氣息磁密波形不變的情況下,磁能對角度的導數加大,齒槽轉矩增大;


    反電勢波形:一般來說齒部磁密飽和含三次諧波,反電勢波形變平,轉矩波動加大。


    釹鐵硼磁鋼的磁導率與空氣接近,微電機的主磁通一定是要“流過”永磁體,那么磁路上的永磁體越厚則磁阻越大->電樞電感就要變??;


    磁鋼的工作點會因為電樞反應和磁路磁阻降低,提高厚度可以讓工作點上移,獲得更高的氣隙磁密。


    磁密高了空載的渦流損耗這些也會增加一點,厚一點的磁鋼也能抵抗去磁作用,電樞的電感降低了,那么定子電流的磁場也會減弱,內置式的永磁電機如果磁鋼厚一些,那么凸極率也會提升,永磁微型電機磁鋼由薄到厚,存在一個局部最優點,薄了氣隙磁場弱,容易退磁,厚了則電感太小,不容易控制,通常有一定厚度就夠了,一直加厚也是能用的,只不過沒有更多的優勢還增加了巨額成本。


    微電機機殼


    從天孚微電機實際測試數據來看:


    磁鋼厚度增加,低速和高速的性能都有所增加。


    定子鐵芯厚度=轉子鐵芯厚度=磁鋼厚度方案


    定子鐵芯厚度=轉子鐵芯厚度-5mm=磁鋼厚度-5mm


    定子鐵芯和轉子鐵芯厚度相同


    轉子鐵芯比定子鐵芯厚度增加5mm,其它測試條件都不變,測的電機低速和高速轉矩都有所增加。


    ?

    直觀來說是微電機性能提高了。主要是由于磁場強度提高,使微電機用更小的電流就能提供所需的扭矩,電流小了,銅損低了,效率自然就高了。

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