軟磁材料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

在設(shè)計(jì)軟磁器件時(shí)，首先要根據(jù)電路的要求確定器件的電壓～電流特性。器件的電壓～電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關(guān)。設(shè)計(jì)者必須熟悉材料的磁化過程并拿握材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。設(shè)計(jì)軟磁器件通常包括三個(gè)步驟：正確選用磁性材料；合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸；根據(jù)磁性參數(shù)要求，模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應(yīng)的電氣參數(shù)。

永磁同步電機(jī)可以將電機(jī)整體地安裝在輪軸上，形成整體直驅(qū)系統(tǒng)，即一個(gè)輪軸就是一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，省去了一個(gè)齒輪箱。永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)主要有以下幾種：

(1)PMSM本身的功率效率高以及功率因數(shù)高;

(2)PMSM發(fā)熱小，因此電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、噪聲小;

(3)系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，無傳動(dòng)齒輪磨損、無傳動(dòng)齒輪噪聲，免潤滑油、免維護(hù);

(4)PMSM允許的過載電流大，可靠性顯著提高;

(5)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)重量輕，簧下重量也比傳統(tǒng)的輪軸傳動(dòng)的輕，單位重量的功率大;

(6)由于沒有齒輪箱，可對(duì)轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)隨意設(shè)計(jì)：如柔式轉(zhuǎn)向架、單軸轉(zhuǎn)向架，使列車動(dòng)力性能大大提高。

獲得勵(lì)磁電流的方法稱為勵(lì)磁方式。目前采用的勵(lì)磁方式分為兩大類：一類是用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源的直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)；另一類是用硅整流裝置將交流轉(zhuǎn)化成直流后供給勵(lì)磁的整流器勵(lì)磁系統(tǒng)?，F(xiàn)說明如下：

1 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁 直流勵(lì)磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī)同軸，采用并勵(lì)或者他勵(lì)接法。采用他勵(lì)接法時(shí)，勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由另一臺(tái)被稱為副勵(lì)磁機(jī)的同軸的直流發(fā)電機(jī)供給。

2 靜止整流器勵(lì)磁 同一軸上有三臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，即主發(fā)電機(jī)、交流主勵(lì)磁機(jī)和交流副勵(lì)磁機(jī)。副勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流開始時(shí)由外部直流電源提供，待電壓建立起來后再轉(zhuǎn)為自勵(lì)(有時(shí)采用發(fā)電機(jī))。副勵(lì)磁機(jī)的輸出電流經(jīng)過靜止晶閘管整流器整流后供給主勵(lì)磁機(jī)，而主勵(lì)磁機(jī)的交流輸出電流經(jīng)過靜止的三相橋式硅整流器整流后供給主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。

3 旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁 靜止整流器的直流輸出必須經(jīng)過電刷和集電環(huán)才能輸送到旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁繞組，對(duì)于大容量的同步發(fā)電機(jī)，其勵(lì)磁電流達(dá)到數(shù)千安培，使得集電環(huán)嚴(yán)重過熱。因此，在大容量的同步發(fā)電機(jī)中，常采用不需要電刷和集電環(huán)的旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。主勵(lì)磁機(jī)是旋轉(zhuǎn)電樞式三相同步發(fā)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電樞的交流電流經(jīng)與主軸一起旋轉(zhuǎn)的硅整流器整流后，直接送到主發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組。交流主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由同軸的交流副勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止的晶閘管整流器整流后供給。由于這種勵(lì)磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷裝置，故又稱為無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。

1．釹鐵硼磁鐵它是目前發(fā)現(xiàn)商品化性能的磁鐵，被人們稱為磁王，擁有的磁性能其磁能積(BHmax)高過鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機(jī)械加工性能亦相當(dāng)之好。工作溫度可達(dá)200攝氏度。而且其質(zhì)地堅(jiān)硬，性能穩(wěn)定，有很好的性價(jià)比，故其應(yīng)用極其廣泛。但因?yàn)槠浠瘜W(xué)活性很強(qiáng)，所以必須對(duì)其表面凃?qū)犹幚怼?如鍍Zn,Ni,電泳、鈍化等)。

2．鐵氧體磁鐵它主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19。通過陶瓷工藝法制造而成，質(zhì)地比較硬，屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性、價(jià)格低廉、性能適中，已成為應(yīng)用為廣泛的永磁體。

3．鋁鎳鈷磁鐵是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀，可加工性很好。鑄造鋁鎳鈷永磁有著可逆溫度系數(shù)，工作溫度可高達(dá)600攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表和其他應(yīng)用領(lǐng)域。