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永磁電機
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永磁電機的發展歷史

2021-09-10 13:28:51

永磁電機的發展歷史


永磁同步電機的發展同永磁材料的發展密切相關。我國是世界上最 早發現永磁材料的磁特性并把它應用于實踐的國家,兩千多年前,我國利用永磁材料的磁特性制成了指南針,在航海、軍事等領域發揮了巨大的作用,成為我國古代四大發明之一。


19世紀20年代出現的世界上第 一臺電機就是由永磁體產生勵磁磁場的永磁電機。但當時所用的永磁材料是天然磁鐵礦石(Fe3O4),磁能密度很低,用它制成的電機體積龐大,不久被電勵磁電機所取代。


隨著各種電機迅速發展的需要和電流充磁器的發明,人們對永磁材料的機理、構成和制造技術進行了深入研究,相繼發現了碳鋼、鎢鋼(最 大磁能積約2.7 kJ/m3)、鈷鋼(最 大磁能積約7.2 kJ/m3)等多種永磁材料。


特別是20世紀30年代出現的鋁鎳鈷永磁(最 大磁能積可達85 kJ/m3)和50年代出現的鐵氧體永磁(最 大磁能積現可達40 kJ/m3),磁性能有了很大提高,各種微型和小型電機又紛紛使用永磁體勵磁。永磁電機的功率小至數毫瓦,大至幾十千瓦,在軍事、工農業生產和日常生活中得到廣泛應用,產量急劇增加。相應地,這段時期在永磁電機的設計理論、計算方法、充磁和制造技術等方面也都取得了突破性進展,形成了以永磁體工作圖圖解法為代表的一套分析研究方法。


但是,鋁鎳鈷永磁的矯頑力偏低(36~160 kA/m),鐵氧體永磁的剩磁密度不高(0.2~0.44 T),限制了它們在電機中的應用范圍。一直到20世紀60年代和80年代,稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁(二者統稱稀土永磁)相繼問世,它們的高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優異磁性能特別適合于制造電機,從而使永磁電機的發展進入一個新的歷史時期。


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