** C软糍材料在电机中的应用

时间：2022-01-14

文中详细介绍了 ** C材料的生产制造加工工艺，比照了 ** C材料与传统式硅钢材料的导磁系能，损耗特点及其冲击韧性，较终详细介绍了 ** C材料在电机中的运用状况。

关键字：磁瓦复合型材料，稀土永磁电机，带磁能

1 ** C材料生产制造加工工艺

** C材料由彼此之间绝缘层的金属粉构成，将铁粉和润滑液混和压挤，铁粉间根据绝缘层塑料薄膜彼此之间绝缘层，因而 ** C材料在高频率下涡旋损耗较小。绝缘层膜的出现使铁粉间的间隙增加，一方面导致 ** C材料的材料相对密度减少，另一方面增加了材料在电磁场中的磁电式，驱使电机的励磁电增加。 ** C材料的生产工艺关键由下面一些层面构成：

（1）混和：将金属粉、铝合金原素、润滑液、黏合剂等混和在一起。在其中金属粉的类型和规格尺寸更为关键，立即决策材料较终的特性和生产加工时的工作压力限定。铝合金原素根据工程项目必须加上，不一样的铝合金原素可以使较终材料得到不一样的带磁能和物理性能。

（2）抑制：将混和后的金属粉倒人按样子规定搞好的模板中，在径向增加300—800MPa的工作压力。

（3）热处理工艺：抑制好的构件根据热处理工艺来加强抗压强度和提升带磁能，实际的热处理工艺全过程要依据工程项目规定及润滑液、黏合剂的化学成分来决策。

以德国Hoganas AB企业生产制造的Samoloy500为例子，其生产工艺流程有以下几类方法：

A 润滑液0.5%Kenolbe，800MPa抑制，500℃干固；

B 润化粘接剂0.6%LB1，800MPa抑制，275℃干固；

C润滑液0.5%Kenolube 粘接剂0.5%LB1，800MP抑制，150℃干固；

在其中添加物总数低，可以使混合粉的相对密度扩大，这针对带磁能是有益的，但抑制全过程中会造成內部内应力，根据提升热处理工艺溫度清除内应力，关键是颗粒物间不可以产生煅烧，因而Samoloy500的较大干固溫度为500℃。

2 ** C材料特性

上文早已提及，因为 ** C材料的生产制造加工工艺，铁粉间存有绝缘层塑料薄膜，因而会导致 ** C材料的导磁率减少，抗压强度减少；另一方面，铁粉在抑制随时沒有角度的，因而 ** C材料是无趋向的。

（1）被磁化曲线图

图1为 ** C材料与硅钢材料的被磁化曲线图，从图内可以看得出，同样的磁场强度下， ** C材料的磁密要比硅钢片的磁密低许多。因而有一些资料中提及将 ** C材料立即更换硅钢而不更改电机设计方案是难以实现的。而在传统式的磁感应电机行业，电磁场的创建时根据励磁调节器完成的，在磁密中形成的电磁场必须非常大的电流量来完成，因此 ** C材料在磁感应电机行业运用的难度系数很大。

图2为不一样相对密度时的被磁化曲线图，可以看得出伴随着相对密度的提升， ** C材料的磁密是提高的，这也是因为提升 ** C材料的相对密度，减少了铁粉间绝缘层的薄厚，这将使材料的涡旋损耗增加。

图3为 ** C材料与硅钢材料的相对性导磁率曲线图，硅钢片的相对性导磁率可以做到8000上下，而 ** C材料的相对性导磁率为500上下。因而非常一部分磁压降将耗费在 ** C材料上。

（2）损耗

导磁材料中的损耗可以分为三一部分：涡旋损耗，涡流损耗损耗，额外损耗。

损耗测算的經典公式计算依然适用 ** C材料，参考文献中为了更好地精确测算铁芯损耗，将**项中的额外损耗，根据检测设备评测与拟合曲线紧密结合导出来精确的铁耗计算方式。

下表中为铁损值与硅钢片的比照結果，在低频率时 ** C材料的损耗要远远**硅钢片，当在50Hz，1T时，损耗高452%；当頻率**出1000Hz时， ** C材料的铁损与硅钢损耗基本一致。

参考文献中提及，输出功率为2.2kW的爪较电机运作电頻率为300Hz，其铁芯损耗已做到200W，这将使电机的高效率显著降低。同一创作者在制定的爪较及错较电机高效率各自为76%，78%。但 ** C材料所制做的爪较电机导出转距可以持续上升。

（3）物理性能

用含LB1混合粉生产制造的构件，横着断裂伸长率约为100MPa，含Kenolube混合粉所制做件的横着断裂伸长率为50MPa，在材料收购时只需将 ** C材料压碎，选用磁选法就可以将铜绕阻与铁分离。

一般情况下可以根据提升添加物与减少热处理工艺溫度来提升材料的物理性能，但这将使材料的带磁能减少。

3 ** C材料在电机中的运用

（1）爪较电机

** C材料的各向异性特点相互配合模貝成形技术性是硅钢片累加所无法相提并论的，在一些特殊电机上，等效电路是三维的，应用硅钢片制做铁芯加工工艺繁杂，这时选用 ** C材料将大大简化全过程。

爪较电机的磁通在电机定子中的迈向不仅有切向方位又有径向方位，绕阻嵌放到电机定子中，可以保证彻底沒有*，使铜的使用率做到**，因而爪较电机的功率很高。图中中为单级单相电电机图，在具体工作中后轴向方位由三相构成。

下表为选用爪较组织设计方案的电机，该计划方案选用的是外电机转子计划方案，功率因素与高效率也不高，高效率仅有78%。但从尺寸看来电机的转距/容积比较大。

（2）交直流电源双用电机

与层叠电机定子对比，较颈做的较圆。铁芯基材做得在轴往上比较颈长，用层叠钢这也是难以保证的。由于铁芯基材在轴往上做得较长，为维持磁通的横截面积，铁芯基材的薄厚可以减少。这就给绕阻留有比较大室内空间，较靴也可做得偏厚以赔偿较弱的带磁能。因为较颈做得较大小较圆，因此电磁线圈长短大幅减少。最后造成用铜量少了60%，但 ** C材料的使用量从580g提升到620g，高效率从73%减少到71%。

（3）圆盘式稀土永磁同歩电机

参考文献中提及的圆盘式稀土永磁感应电机运用在发电机行业，创作者所设计方案的 ** C构造电机为正中间电机定子，两边电机转子构造。与其说相比的各自为Torus（双外电机转子正中间电机定子圆盘式电机），Outerrotor（外电机转子切向等效电路电机），Bergey（完善商品）。

在其中 ** C电机的损耗较大，因而高效率降低。 ** C的转距相对密度较大，这可以减少发电机固定不动塔的负载。

4 结果

** C材料是将铁粉与添加物根据髙压，高溫干固成形，在铁粉间添加绝缘层塑料薄膜减少了材料的涡旋损耗，与此同时也减少了材料的导磁率，扩大了材料低频率时的涡流损耗损耗。 ** C的生产制造加工工艺决策了材料的各向异性特点，在一些特殊电机如爪较、圆盘式构造电机其等效电路构造为三维结构， ** C材料的优点高过硅钢材料。但立即取代目前的二维等效电路构造电机是不能充分发挥 ** C材料的优点的。

（1） ** C材料的导磁率较低，为硅钢材料的1/16，绝大多数磁压降将减少在铁芯上，针对磁感应电机将增加励磁电，针对稀土永磁电机会扩大永磁材料规格；

（2） ** C材料与硅钢材料对比，当运作电頻率在1000Hz上下时，损耗与硅钢非常，在制冷压缩机中电机的运作頻率现阶段为180Hz，较高的运作頻率代表着更高一些的损耗；

（3）现阶段运用 ** C材料在电机中使用在三维等效电路构造， ** C各向异性的特征更合适三维等效电路，在追求**高的转距相对密度行业运用更普遍，在追求**效率高的主要用途运用较少。

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