永磁電機設計中應深入研究的問題

　　1 永磁材料利用率

　　永磁電機中，永磁材料成本占電機總成本的比例較大，因此如何節省材料，提高材料利用率是永磁電機生產廠家zui關心的問題之一。理論上講，永磁體的zui大磁能積點表示磁體能對外提供的能量zui大，且從去磁曲線上也能求得該zui大工作點。但實際應用中絕非如此簡單. 要具體研究電機的使用場合，分析電機應完成的預定功能，找出其對應的重點指標，以此來決定電機工作點選擇的*位置，并合理確定永磁體的形狀及體積，同時還必須考慮其加工工藝的影響。在綜合考慮各種因素后達到電機在功能、性能、成本等各方面的*設計。

　　2 過載與退磁

　　磁性材料的退磁包括溫度退磁、時間退磁和環境退磁等。又分可逆退磁和不可逆退磁兩類。深入研究永磁材料矯頑力和內稟矯頑力與穩定工作溫度的關系；溫度系數對電機性能指標的影響程度以及退磁安全系數；基于磁性能變化引出的電機zui高工作溫度的定義；可逆退磁和不可逆退磁在電機使用溫度范圍內所占比例以及對電機性能產生的影響；永磁材料退磁后的再充磁及重復利用等等問題是很有必要的。

　　3 分析與設計

　　現代永磁電機的理論與設計已比較成熟，不僅有眾多的以磁路分析計算為主的設計程序和方法，永磁磁場的數值分析法也已普遍使用于工程實踐中。但由于在永磁電機中，永磁體即作場激勵源或磁路的磁源，又是磁場和磁路的組成部分, 同時永磁材料制造工藝、形狀尺寸、充磁工具、充磁方法等都會使永磁材料一致性和均勻性不理想，有時分散性較大, 甚至同一牌號同一批次的永磁材料的性能數據都可能有較大的差異。因而永磁體分散性也給永磁電機的設計分析及永磁磁場的數值計算帶來了一定困難，設計的準確性會受到影響。比如在場的理論和數值分析中永磁模型建立與等值問題；在工程磁路計算中的漏磁系數、局部退磁和電樞反應準確計算等諸多問題，都較電勵磁電機分析計算的誤差要大。

　　4 充磁與測磁

　　永磁電機設計是建立在永磁材料飽和磁化的基礎上的。那么，用在電機上的磁體是否已被充分磁化飽和，若是永磁體是由磁性材料生產廠充磁并帶磁供貨，一般不存在問題, 但如果是在電機上整體充磁時，如何保證永磁體被充分磁化，如何在飽和磁化同時還能保持磁性能的均勻性和一致性等問題值得研究。

　　同樣，針對磁性能檢測問題，也還有較多值得研究的問題。如帶磁供貨的磁體在電機制造廠如何對其進行有效的簡便易行而又相對準確的入廠檢測，而現在多數電機廠家無法在零部件階段對永磁材料磁性能進行有效測量，往往只有到整機性能檢測不合格時才能發現磁性材料有問題。

　　5 抗腐蝕性

　　釹鐵硼材料的易腐蝕問題對電機的質量影響較大，而目前它的表面防護問題在國內未得到很好的解決，其采用的電鍍等辦法常出現表面鍍層脫落使電機出現故障的現象。同時耐受特殊環境條件(如潮濕、鹽霧及特殊氣體等)的能力有限，影響了電機對特殊環境條件的適應能力。希望永磁材料在表面防護能力方面有更進一步的提高。

　　6 磁性能穩定性、均勻性、一致性

　　為保證電機性能在其壽命周期內不發生較大變化，特別是一些有特殊要求的軍用電機，其可靠工作壽命要求長達 15 年以上,希望永磁材料的磁性能保持長期穩定。

　　電機特別是高精度電機對永磁材料磁性能均勻性及一致性要求較高。磁性能不均勻將導致電機磁場不均勻，轉矩波動增大, 發電機的輸出電壓紋波增大，線性度變差, 控制電機的精度指標降低等。另外，同一牌號的永磁材料在不同批次時的磁性能不一致，有時會導致電機成批不合格。因此，高精度電機要求永磁材料磁性能一致性能滿足誤差在 5％以內，均勻性誤差在 3％以內。

　　7 加工工藝

　　永磁電機在制造過程中還有較多的加工工藝問題值得研究。比如粘接過程中的工藝參數如何掌握，是否會對磁性能產生影響。機加工過程中的沖擊、振動和加工環境是否對磁性能產生影響，帶磁零部件在工藝周轉過程中以及在裝配工序中如何采取保護措施等。

　　永磁電機中的永磁體多采用帶磁供貨，這樣雖然減輕了電機生產廠充磁的難度，但卻大大增加了制造工藝難度. 如永磁無刷直流電機及永磁同步電機等常采用多極多塊磁體直接粘在轉子表面的表面貼裝結構。多使用高性能的燒結釹鐵硼，其粘接工藝較復雜且操作困難，當其轉速較高時還會造成粘接可靠性不理想。如能將燒結磁體做成徑向結晶充磁的多極環形結構，將大大簡化電機轉子的制造工藝。目前粘接磁體可以做到，但磁性能不高。如燒結磁體能實現并能批量供貨且價格不高(有報道已有廠家在開展此項研究)，將很有發展前途。