选择先进汽车缓速器理论试验中的磁性材料

永磁缓速器磁路中的定子和转子等都是由铁磁性材料中的软磁性材料构成的软磁体。软磁材料具有的特点是：相对磁导率较高，所组成的磁路磁阻较小：矫顽力很小，当外界磁场消失后，磁性会自行消除。这正好符合缓速器磁路设计的要求。软磁材料工作点的确定和选取是缓速器磁路设计的基础，其直接决定材料利用和磁路设计是否经济、合理。要确定出定子和转子等软磁体的工作点，还要考虑到磁体形状及其在磁路中的位置。在工作点确定中，要用到退磁因子N_m和磁感应退磁因子N_B这两个物理量。退磁因子N_m是指退磁场强度矢量H_m与磁体磁化强度矢量M在某一确定方向上的分量之比，而磁感应退磁因子N_B是退磁场强度矢量H_m与磁感应强度矢量B在此确定方向上的分量之比，即

式中，H_m、M和B分别为在某一确定方向上退磁场强度矢量H_m、磁体磁化强度矢量M和磁感应强度矢量B的分量。

设软磁体内部磁场强度矢量H_i、磁体磁化强度矢量M和外部磁场强度矢量H₀在某一个确定方向上的分量分别为H_i、M及H₀。当磁体未饱和时有∣H_i∣=∣M∣，把B=μ₀（H_i+M）代入式（6-18），可以得出在软磁体中有

考虑到当B＞0时H₀＞H_i，有

H_m=H₀-H_i （6-20）则

B=N_B^-1（H₀-H_i） （6-21）

这就是H_i-B平面图中直线方程的解析式，磁路中软磁体的磁化曲线、负载线和工作点如图6-21所示。PQ与横坐标轴的夹角γ为γ=arctanN_B^-1。(www.xing528.com)

软磁体在上述所说的磁化方向上的工作点就在直线（负载线）上，因此，直线与磁化曲线的交点“P”就是软磁体工作点。定子和转子等软磁体的工作点可根据所用软磁材料的磁化曲线来确定。为使缓速器性能可靠，各软磁体工作点的选择偏低为好，以使缓速器制动功率足够大。例如低碳钢，其磁饱和时的磁感应强度为2.2T，通常在设计初始时工作点选取范围是B=1.1～1.7T。

图6-21 磁路中软磁体的磁化曲线、负载线和工作点

永磁体本身的性能对缓速器制动力矩有很大影响，因此如何选择永磁体材料对设计缓速器来说非常重要。在现有的永磁体材料中，一般选用最多的是稀土类永磁体。钕铁硼系永磁材料是1983年问世的高性能永磁材料，其磁性能高于稀土钴永磁，室温下剩磁通密度B_r现可高达1.47T，磁感应矫顽力H_c可达992kA/m，最大磁能积高达397.9kJ/m³，是目前磁性能最高的永磁材料；钕铁硼永磁材料的不足之处是居里温度较低，温度系数较高，因而在高温下使用时磁损失较大。表6-4是42SH钕铁硼永磁体性能参数表。

表6-4 42SH钕铁硼永磁体性能参数表

在缓速器高速旋转时，定子上产生的涡流会产生很强的反向磁场，由于钕铁硼永磁体的矫顽力很大，具有很强的抵抗能力，因此在高速区缓速器的制动力矩不会下降。但由于定子上温度很高，永磁体热稳定性较差，因此一定要校核永磁体的最大去磁工作点，以增强其可靠性。

钕铁硼永磁体中含有大量的铁和钕，容易锈蚀是其一大弱点，所以要对其表面进行涂层处理，目前常用的涂层有环氧树脂喷涂、电泳和电镀等，一般涂层厚度为10～40μm。不同涂层的抗腐蚀能力不一样，环氧树脂涂层抗溶剂、抗冲击能力良好，抗盐雾能力极好；电镀有极好的抗溶剂、抗冲击能力，但抗盐雾能力较差。由于缓速器安装在底盘下面，工作环境较差，所以在考虑选择永磁体时，还要有很好的抗腐蚀性。