充磁技术探讨

充磁技术探讨 永磁直流电动机的充磁技术设计探讨 摘 要: 概括叙述了永磁直流电动机充磁的重要性、基本要求和充磁能量的产生;着重从充磁能量的确立、充磁设备的选择、充磁夹具的设计和充磁参数的匹配等四个方面探讨了永磁直流电动机的充磁技术设计。 一( 永磁直流电动机的充磁技术设计概述 永磁直流电动机是依靠转子磁体充磁后的剩磁特性而产生气隙磁场来工作的。为了获得所需性能的永磁直流电动机产品，除了合理的电磁设计外，其充磁质量即磁化极区的宽度、磁化极区的磁密分布、磁化方向及磁化强度等，对电机性能有极大影响。换言之，即使采用磁能积较高的磁体，若充磁不当其电机性能也不一定好;反之，若采用磁能积稍差的磁体，而充磁得当也可弥补磁体本身的不足，使电机达到较好的性能指标。因此，永磁直流电动机合理的充磁技术设计是提高与改善其性能的重要设计方法之一。 1(永磁直流电动机充磁的基本要求 永磁直流电动机的不同用途要求有不同的性能，不同的性能取决于电机内部的电磁结构参数，在磁参数方面即要求有不同的气隙磁场分布形状，如对纯出力驱动用的永磁直流电动机，则其性能要求有较高的输出功率与效率，故此类电机内部气隙磁场分布应采用等于或稍大于2/3极距的平顶波，从而提供尽量大的磁通，使电机有较大的电磁力矩。又如对用于振动小、噪声低、火花小，而在输出功率与效率要求不高的永磁直流电动机， 其内部气隙磁场分布应采用小于1/3极距的平顶波或正弦波，以保证此类电机的适用性。欲获得不同分布形状的气隙磁场波形，不仅与合理设计磁体结构形状和选取磁体的磁性取向有关，而且还与磁体的磁化方式即充磁技术设计有关。故永磁直流电动机对其充磁有以下基本要求: ? 具有足够的磁化区域强度; ? 具有合理的极区磁密分布波形; ? 具有达到预定的极区分度精度; ? 具有适应所需批量的生产效率; ? 具有一定的使用寿命; ? 具有操作安全可靠。 2(永磁直流电动机充磁能量的产生 永磁直流电动机磁体充磁是通过外加磁场的磁化作用而实现的。外加磁场是由充磁电源与充磁夹具来产生的，通常充磁电源有直流式与电容放电脉冲式两种。 直流式充磁装置是由电磁铁和直流电源构成。直流电源目前有四种形式即直流发电机、硒整流器、硅整流器和电池组。电磁铁间隙磁场强度一般在2万Oe左右，特殊的可达3万Oe 至5万Oe。但是，对于矫顽力很高的稀土与铁氧体磁体充磁，在工业生产中采用大功率直流式充磁装置既不经济又不方便，因此目前工业上广泛采用电容放电脉冲式充磁电源。 电容放电脉冲式充磁装置主要由整流器、储能电容器、充磁夹具与放电触发开关等构成。高压脉冲电容器电容量的选定及其工作状态(电压、夹具)的确定决定了脉冲磁化电流的主要参数值。如上海微电机研究所制 造的高压脉冲充磁机在单匝多极充磁时脉冲磁化电流的参数为:?脉冲前沿(0.04~0.10ms) ?峰值电流(20000~80000A) ?脉宽(0.12~0.25ms)?反峰电流(?/ ?=10%~50%)?二峰电流(?>?) 1 在特殊情况下，还可用产生超导磁场来对磁体进行磁化，即用超导材料绕制螺线管，降温至超导临界温度以下，超导导线可通入极大电流，一般产生的磁场强度可达到5万Oe以上，甚至可达到20万Oe左右。 二( 永磁直流电动机的充磁技术设计 永磁直流电动机的充磁技术设计包括充磁能量的科学确立、充磁设备的适用选择、充磁夹具的合理设计与充磁参数的恰当匹配等四个方面。 1(充磁能量的确立 1.1材料饱和充磁的计算充磁能量 永磁材料磁化达到饱和所需的计算充磁能量E为 E?1 2?0HsV2 式中: μo — 真空磁导率 Hs — 材料饱和磁场强度 V — 材料磁体的体积 以SmCo5稀土磁体为例，其饱和磁场强度 Hs=4000KA/m,E/V=1.0?10J/m;另外在脉冲充磁 时还有线路损耗、磁路损耗及磁轭与磁体本身的涡流损耗，因此欲使永磁体充磁到饱和所需外磁场的充磁能量是相当大的。 1.2材料工业充磁的工程充磁能量 在稀土永磁问世之前，对永磁体充磁就是将该磁体磁化到饱和。但实践发现很难使SmCo5磁化到饱和，有人做过这样的实验，将SmCo5放在7万Oe以上的超导磁场中磁化，然后测其磁特性磁滞回线仍是十分不对称的，这说明7万Oe以上的外磁场并未使SmCo5永磁体达到饱和磁化。但实验发现当外磁场超过1.5万Oe以上SmCo5磁化程度急剧增加，实验证明只要外磁场达到1.8万Oe 以上，就能使SmCo5磁体磁化到90%以上。因此，在工业生产中，对永磁体充磁并不追求绝对的饱和磁化，只要充磁装置的充磁能量能将永磁体磁化到它的饱和磁场强度的Hs的90%以上即可。按此原则，不同的永磁体有不同的充磁磁场强度最低值，下表给出了不同永磁材料最低充磁磁场强度的实验数据。 73 以上实验数据与电机行业中通常认为的永磁直流电动机的充磁磁化强度，一般为其永磁体的内禀矫顽力Hcj的三倍以上是基本一致的。如文[4]认为粘结NdFeB磁体的内禀矫顽力为640KA/m(8000 Oe)~1200 KA/m(15000 Oe),欲对其充磁必须建立外磁场强度为2400KA/m(30000 Oe) ~4800 KA/m(60000 Oe)的磁化区域。 1.3工程充磁能量的实用确定法 2 在实际工程中一般充磁设备与充磁夹具已具备，此时充磁能量的确定通常采用数学上的逼近法，即进行工程实际充磁、测绘充磁后磁场分布曲线与简单计算相合的方法，具体操作程序见本文4.2节。 2.充磁设备的选择 充磁设备的选择依据是前述的永磁直流电动机充磁基本要求，其中最重要的是要有足够的充磁能量。在工业上通常选用电容放电脉冲式充磁设备，它与充磁夹具相匹配能较好的满足工程充磁要求。对于电容放电脉冲式充磁设备充磁能量选择应满足下列基本关系: Ac=E'+Ar+ A hr +Aw 式中: Ac=1/2?C?u2 —— 脉冲磁机能量 E=1/2?μo?( Hs)? V——充磁到磁体饱和值90%以上所需能量 Ar —— 充磁装置线路损耗 A hr—— 充磁装置磁路损耗(磁滞损耗及后效损耗) Aw—— 充磁装置回路磁轭与磁体涡流损耗 Hs—— 磁体饱和磁场强度的90% u —— 充磁机电压 C —— 充磁机电容器电容量 目前，在工业上对稀土永磁材料充磁多采用高压电容放电脉冲式充磁机，这种充磁设备在我国最早起源于中国科学院电工所，以后各大专院校、研究所相继进行了研制现已成为商品。 3.充磁夹具的设计 充磁夹具是电机充磁装置中的关键部件，充磁机储存的电能只有通过它才能转化为磁能，从而实现对电机磁体充磁磁化并获得预定的充磁效果。 3.1充磁夹具设计的技术要素 ?充磁机电源形式，是直流式还是脉冲式; ?磁体充磁的极数，是两极还是多极; ?磁体充磁装配状态，是装配后充磁还是装配前部件充磁，是内充磁还是外充磁; ?充磁夹具极头与被充磁磁体表面间距要小; ?充磁夹具极头的形状应满足电机气隙磁密波形分布要求; ?充磁夹具导线截面大小应能承受充磁最大脉冲电流值; ?充磁夹具导线与被充磁磁体间要有良好的绝缘; ?充磁夹具的磁路材料要合理选择，对脉冲充磁最好选择表面带绝缘的片状材料叠压成磁轭，从而减小涡流损耗; ?充磁夹具导线线圈应埋入环氧材料中成形固定，从而克服由于线圈受到巨大电磁冲击力而变形; ?充磁夹具的电磁参数要与充磁机的电磁参数匹配。 3.2脉冲磁化场内充磁夹具的设计 在采用电容放电脉冲磁化磁场内充磁时，欲取得所需气隙磁场分布形状，应合理设计充磁极头的形状与中心角度，为了叙述方便现以两极铁氧体磁体的充磁夹具极头设计为例。通常实现此充磁的充磁夹具极头的设计有I型充磁极头、H型充磁极头和双半圆型充磁极头几种设计形状。 其中I型充磁极头被充磁的磁体气隙磁密分布形状，根据充磁能量大小将分别出现尖波、窄的平顶波与马鞍形波，这种气隙磁场分布形状不能提供足够的磁通，故很少采用。H型充磁 3 '''2 极头被充磁的磁体气隙磁场分布形状为马鞍形，马鞍形的宽窄与充磁极头的中心角度和充磁能量大小有关，充磁结果若形成窄的马鞍形则磁体没有充分利用，而若形成宽的马鞍形则对电机产生较大的磁拉力、增大静 摩擦力矩并引起振动与噪音，而且使换向变得不利，故亦较少采用。 在工程上，大多采用双半圆型充磁极头如图一所示， 一般采取带磁保护环充磁状态。双半圆型充磁极头是经 过特殊设计的，改变充磁极头表面与磁体内表面间的气 隙，可使气隙磁阻在特定的角度内按某中规律变化，从 而实现用同一充磁极头，只要改变充磁能量，就可获得 近似于正弦波或可控平顶波的气隙磁场分布。下面重点 分析形成正弦波与平顶波气隙磁场分布的双半圆型充磁 极头设计: ?形成正弦波气隙磁场分布的双半圆型充磁极头设计 A(设计思想 假设充磁后气隙磁场分布为图二所示， 阴影部分 高度δ在-π/2~+π/2变化，其规律为1-cosα。 试想， 若磁场为线性时， 改变磁体内表面与极头表面的气隙， 使其气隙磁阻按1-cosα规律变化。 倘能找到适合此种 的气隙变化充磁极头，再以适当的充磁能量充磁，就能 获得正弦或近似于正弦的气隙磁场分布。 B(设计分析 充磁极头的形状设计的关键是找出磁体内径、气隙 磁阻间距与极头半径关系。如图三所示，该充磁极头的 中心张角β=90?，求 X=EF 气隙磁阻间距与极头半径 关系，解三角形?OAE 可得: r2 = (R-X)2+h2-2 (R-X)?h?COSθ 式中: R — 磁体内径 r — 极头半径 H — 极头圆心A与极头圆心O距离 θ— OA与OEF 夹角 将上式经整理 三角形?OAE解析得: X 2 ?2?hcos??R??? R 2 ?r 2 ?h 2 ?hcos?? ?0 解析得 X21.2??(hcos??R)? h(cos??1)?r 2 ? X ?? h2 cos 2 1.2 ?R?hcos??2Rh? R 2 上式为一超越 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 ，当h= R/2时，根号内可以解出，此时得: ?r?R?h 图二 图三 4 图一 X 1.2 ?R?hcos?? R2 cos? ? X1= R X2= R-R?COSθ 解出的X1= R是方程的解，但不是此实际问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的解。X2= R-R?COSθ既是方程的解，也是此实际问题的解。 在实际磁路中，磁力线通过的路径应是极头表面的法线方向与磁体表面的法线方向，是 一条较 R(1-COSθ)直线关系稍短的曲线族。所以在实际制造充磁极头时，应该对理论推导的充磁极头尺寸进行修正，即将极头半径r稍大于磁体内径R的1/2，通常双半圆充磁头形状采取如下经验 数据: ?形成平顶波气隙磁场分布的双半圆型充磁极头设计 由假设条件上述?双半圆充磁极头充磁时，充磁头表面与磁体内表面间的气隙磁阻接近(1-COSθ)的规律变化，而且当增大充磁能量后，充磁极头处于饱和或过饱和状态，被充磁磁体的饱和点也必然从极头中心(θ=0)向两边展开逐渐饱和，气隙磁场分布最终成为所要求的平顶波。使用同一双半圆充磁极头，通过改变充磁磁场能量可实现气隙磁场分布形状可控目的，因此形成平顶波气隙磁场分布的充磁极头与形成正弦波气隙磁场分布的充磁极头是相同的，不需要重新设计。 另外，要说明的是上述极头形状函数是在假设条件为线性下解析的，若有特殊需要应按非 线性精确解析，可参看文[2]利用场论有限元法，借助计算机辅助分析设计。 但从工程实用角 度，上述近似方法已能满足工程需要。 还有， 虽然上述充磁极头设计是针对两极铁氧体磁体的，但其他磁性材料的多极磁体亦可参照此设计思想设计实践。 3.3直流磁化场外充磁夹具的设计 直流磁化场充磁装置通常用电磁铁装置，其由极头、极心、铁轭与激磁线圈四部分组成，主要结构形式有: ?平板型充磁极头，其中有平板充磁极头与磁体内不带聚磁极心型、平板充磁极头与磁体内带聚磁极心型，而所带聚磁极心又有圆柱型、I型、H型和双半圆型。在平板充磁极头与磁体内带聚磁极心型几种形式中以双半圆聚磁极心型较好，它可使充磁磁体形成正弦波或可控平顶波气隙磁场分布。 ?双半圆型充磁极头，其中有双半圆充磁极头与磁体内不带聚磁极心型、双半圆充磁极头与磁体内带聚磁极心型，而所带聚磁极心又有圆柱型、I型、H型和双半圆型。在双半圆充磁极头与磁体内带聚磁极心型几种形式中以双半圆聚磁极心型较好，它可使充磁磁体形成正弦波或可控平顶波气隙磁场分布。 ?直流磁场充磁极头的设计 通常直流磁化场的充磁极头设计成锥型，这样 5 具有一定的聚磁效果，能增强充磁强度， 经实践 得出的经验数据为θ=(45?~ 55?)聚磁效果较 好，平均锥度最佳值为83?左右。 图四示出了平 板型充磁极头与双半圆型充磁极头的锥度角。 以上我们分析了常用的脉冲磁化场内充磁极 头与直流磁化场外充磁极头的设计。而脉冲磁化 场亦可用于外充磁，直流磁化场亦可用于内充磁， 只不过这时与其配套的充磁夹具就要另做特殊设 计而已。 3.4充磁夹具材料的选择 图四 永磁直流电动机的充磁夹具是由磁路系统与 电路系统构成，因此其使用的材料有磁路与电路材料两种，基本选择原则如下: ?充磁夹具的磁路材料 充磁夹具的磁路通常是由充磁极头、聚磁极心与磁轭组成。一般充磁极头选用高磁饱和的 铁磁材料;聚磁极心与磁轭选用低碳钢。对于脉冲式充磁极头，为了减少涡流反磁场影响多采 用高磁饱和的硅钢片叠压而成。特殊情况下有的充磁磁路系统中，充磁极头与极心还采用非磁 性材料。因此，充磁夹具磁路具体选用哪种材料与结构，要根据被充磁的磁体材料、所要求的 气隙磁场分布波形、充磁设备的能量等因素综合考虑。 ?充磁夹具的电路材料 充磁夹具的电路通常是充磁线圈、线圈固结与冷却机构组成。一般情况充磁线圈用带绝 缘的圆导线、方导线绕制而成，固结用绝缘线包扎、冷却用自然风冷。特殊情况充磁线圈用空 心绝缘导线，通水冷却，固结用浇环氧树脂或高强度绝缘漆。因此，充磁夹具电路具体选用哪 种材料与结构，要根据被充磁的磁体材料、所要求的气隙磁场分布波形、充磁设备的能量等因 素综合考虑。 4.充磁参数的匹配 本节着重分析工程上常用的脉冲式充磁电磁系统，该系统可简化为 RLC回路，其充磁过程 实质上就是RLC回路的放电过度过程。所谓充磁参数匹配即是合理配置RLC回路的R、L、C 参数，使放电电流为最大值。 4.1充磁参数匹配分析 工程上脉冲充磁电路简化的RLC回路如图五所示，其放电过度过程的电流方程如下: Ldi dt?Ri?1 C?idt?0 式中 L—充磁夹具及与周围金属构成的电感 R—充磁夹具电阻、引线及接触电阻之和 C—充磁设备的电容值 现求上式放电过度过程 i (t) 的最大值时，充磁参数 的匹配: ?当R>4L/C(或C>4L/ R)时，RLC回路的i (t) 为阻尼 型过度过程， 由上电流方程解得: 22 6 i(t)??uc(0)?1?2C ?2??1(e??2t?e??1t) 式中 图四 R 2L R 2LR2LR2L2?1??2??()?1LC1LC?()?2 对i (t)求导并等于零，在t =1/(α2-α1)? ln (α2/α1)时，取得Imax最大值为: Imax??uc(0)?1?2C?2Ln?2?1?1 ?2??1(e?1??2?e?1??2Ln?2?1) ?当R2=4L/C(或C=4L/ R2)时，RLC回路的i (t) 为临界阻尼型过度过程， 由上电流方程解得: 式中 α=R/2L i(t)??uc(0)?Cte2??t 对i (t)求导并等于零，在t = l /α时，取得Imax最大值为: Imax??uc(0)?C21?e?1??uc(0)?C e ?当R2<4L/C(或C<4L/ R2)时，RLC回路的i (t) 为阻尼振荡型过度过程， 由上电流方程解得: i(t)??uc(0)?0C?d2e??tSin?dt 式中 ?0?1LC 22?d?0?? α=R/2L 对i (t)求导并等于零，在t = (1/ωd) arctg(ωd/α) 时，取得Imax最大值为: 7 Imax??uc(0)?02???darctg(?d ?dCe?)???Sin?arctg(d)???? ?分析结论 A( 上分析的i(t)波形图如图六所示， 其中波形1为 C>4L/ R2 的阻尼放电过度过程; 波形2为 C=4L/ R2 的临界阻尼放电过度过程; 波形3为 C<4L/ R的阻尼振荡放电过度过程。 B( 在工程应用中不大可能恰好作到 C=4L/ R2状态，故根据不同永磁体性能C可略 大于或略小于4L/ R。 ? 对于低矫顽力的永磁体充磁，C 略大于4L/ R? 对于高矫顽力的永磁体充磁，C 22 22 略小于4L/ R，尽管此时有微弱的阻尼振荡，对高矫顽力的永磁体不会有退磁作用，但可获得 大的电流值Imax。 C( 在工程应用中为使脉冲充磁磁场尽可能的强，放电回路RLC参数要匹配的好，应注意以下几个方面: 尽可能缩短充磁脉冲电流前沿时间，即使τ尽可能小，亦即由τ(=LC) 1/2 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 求出的LC要尽可能小，其中C是由充磁设备调定的;L主要取决于充磁夹具线圈与其介质。在保证充磁能量前提下，减小L必须尽量减小充磁夹具线圈匝数与其介质导磁率μ值(μ值小要用非磁性材料)。 尽量减小R电阻(其中包括接触电阻)，因为电阻R大充磁参数不好匹配，还有接触电阻大会烧毁接触不良处。 4.2充磁参数匹配技术 ?采用RLC回路计算法配置充磁参数 如上所述永磁体的充磁实质上是RLC回路的充放电过程，在这个物理过程中伴随着一系列的电磁能量转换。 充磁装置电容器充电过程中其所能储存的能量Ac为 Ac?12Cu2 充磁装置电容器放电过程中其储存的能量Ac转化为充磁线圈的磁化能量Am、 线路损耗AR、磁路损耗Ahr及磁轭与磁体的涡流损耗Aw。在这个能量转化过程中对永磁体有用的能量是磁化能量Am，通常希望其越大越好，它取决于Ac的转换效率ηcm, 而ηcm大小则是与充磁参数RLC的匹配有关。 Am?12LImax2?cm?AmAc 对高矫顽力的永磁体充磁欲获得最大电流Imax，可选取阻尼振荡型充磁状态，由4.1节? 8 分析Imax为: Imax??uc(0)?02???darctg(?d?) ?dCe???Sin?arctg(d)???? 式中 uc(0)— 电容器初始电压 R —— 充磁回路电阻 1Imax?2u(0)1R????arctg????sin(arctg??) ???4LR2?1 C ?cm?2 LImax12Cu2?2arctg???(??2?2?1)e???Sin(arctg??)?2 运用计算机辅助计算求解η cm=f(ωτ)的函数数值如下表所示: 通常选取电磁能量转换效率ηcm?90%，则ωτ?26.31，由此可根据永磁体磁化能量E，选 择合适的R、L、C充磁参数，从而使永磁体达到饱和磁化。 E?1 2 '?0Hs?V2 式中 V — 永磁体体积 m3 Hs— 磁体饱和磁化强度的90% Wb/A ?0?1.256?10Wb/A?m E?Am??cmAc?0.9Ac?0.45Cu2?6 ???4L RC2?1?26.31 当充磁夹具确定后L、R基本已定，由ωτ式求出C，再由E=0.45Cu2式选择u满足等式 要求，若已有充磁设备不能满足要求，则要重新选取充磁设备及与其相配的充磁参数。 ?采用工程变电压电流逼近法配置充磁参数 9 在工程上通常充磁设备已定，对不同的永磁体施加的充磁能量可采用变电压电流(或只 变电压)逼近法，即实际充磁、测试测绘充磁效果(即被测磁钢或永磁电机的磁通、磁密与分布曲线)及简单计算相合的方法。以电容脉冲充磁为例，通常充磁机的电容量与电压是可以调节的，这时可采用调节电压与电容或只调电压的逼近法，来选取合适的充磁参数以满足所需充磁能量。充磁电压调高时可使充磁峰值电流增大、磁化强度增强;而将电容量调高时亦可增大磁化强度，但没有电压升高显著，且电容的增加还促使充磁电流脉宽增大，引起充磁夹具发热加剧。因此，变电压与电流逼近法使用时要合理配置。另外，在实际工程上若充磁装置电压调节范围大，采用变电压逼近法较方便。采用逼近法确定充磁能量的一般操作步骤如下: A( 在同一批磁钢中任选所需样品，并试选充磁参数充磁; B( 对所充磁磁钢的充磁效果进行单独或装机测试测绘，通常工程上有以下几种方法: ? 利用“抽拉法”测定被测磁钢的磁通φ和平均磁密B。此法的装置是由磁通表与' 探测线圈组成。将探测线圈从待测部位抽拉到φ=0的地方，线圈切割磁力线，产生感应电动势，在磁通表中显示出偏转g(格)，即有: φ=k?g 由测得φ可计算出平均磁密B为 B'=φ/NS= (k?g)/NS=K1?g 式中 K—磁通表灵敏度 Wb/格 (Mx/格) g—磁通表偏转格数 格 N—探测线圈的匝数 S—探测线圈的面积 m2 K1=K/NS—探测线圈与磁通表匹配的线圈常数可有计算或 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 磁场校准获得。 例如:利用抽拉法原理目前市场上出售的仪器有: a. QT-800型永磁产品快速 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 仪。它适合磁瓦的测量，该仪器操作是全自动的，采用数字显示，对不合格品可声光报警，并可选用多种测量模式。 b.螺线管自由落体永磁体测量仪。它适合磁瓦的测量，该仪器由磁通表与螺线管 组成，磁钢在螺线管中自由落体运动，线圈切割磁力线，产生感应电动势，在磁通表中显示出偏转g(格)，经定标可显示出永磁体的磁通或平均磁密。 ? 利用“回转法”测定被测永磁电机或各种成形磁钢的磁通φ与磁密B分布。 a.用此法一种方式是在电容器纸上粘一个表面线圈，其大小与磁极大致相等，将此线圈插入电机气隙中，固定在定子或转子上均可(视电机类型而定)，使永磁体对此线圈作匀速相对运动，磁力线在此线圈中的磁通量便发生周期性变化，于是在线圈中感应出相应的周期性电动势，将此线圈两端接在示波器上，即可看到磁感应电动势的波形与幅值;若将此线圈两端接在直流磁性测试仪上，便可在函数记录仪上画出其波形。由 于此仪器中有积分器，可直接测得每极磁通φ并计算得平均磁密B'，即有: ?d? dt ''?KE(t)????KE(t)dt B=φ/S 式中 E(t)—感应电动势的函数波形 v K—测试线圈与仪器匹配的线圈常数 S—测试线圈的面积 m2 b.另一种方式是利用此法原理亦可做一个检测磁钢的充磁性能好坏的装置。现以有刷直 10 流永磁电机为例，此装置主要由安装被测磁钢的模拟机壳、模拟转子、带动模拟转子的同步电机和示波器组成。模拟转子为在其轴向截面外缠绕1~2匝检测线圈并用滑环将线圈输出端引出;被测磁钢装在模拟定子机壳中;同步电机通电带动模拟转子旋转，用示波器检测模拟转子绕组输出端中产生的感应电动势波形及幅值，它间接反映了被测磁钢充磁后的磁场波形与强弱，并可通过计算求出其数值。 应说明的是“抽拉法”与“回转法”测定的是面磁通。 ? 利用“特斯拉计法”测定被测磁钢与永磁电机的磁密分布。此测试方法又有接触法测定表面磁密Bd、中间法测定气隙磁密Bg和定距法测定固定距离BL之分。接触法是将特斯拉计霍尔探头放在磁钢表面某处，就可测出该处的表面磁密Bd的法线分量，不同处的磁密是有差异的，所以此法测定磁钢磁密必须事先规定好位置。中间法是将特斯拉计霍尔探头放 在永磁系统的气隙中心，就可测出此系统的中心气隙磁密Bg。定距法是将特斯拉计霍尔探头放在待测永磁体磁极固定距离L处，就可测出该处的磁密BL。应说明的是霍尔效应特斯拉计法测定的是点磁密。 C( 根据上述所测得的充磁效果值或波形曲线，与所要求的磁性能或曲线进行比较，分析计算充磁能量是否合适，从而确定适当的调节充磁设备的电容、电压参数。例如通过测试波形曲线面积与所需波形曲线面积对比，可计算所需充磁能量，然后先确定改变后充磁能量的所需电容值，进而再求出改变后充磁能量的所需电压值。 D( 再任选所需磁钢样品，在上述新的电压、电容下充磁;再测试样品磁性能或测绘其磁密分布曲线，与所需磁性能或磁密分布曲线比较，然后经分析计算再重新选定充磁能量，改变充磁电压与电容，一般经过2~3次逼近即可确定出被充磁磁钢的所需充磁能量。 参考文献 1(朱勤福 “永磁铁氧体直流电机充磁极头的形状与充磁问题” 微特电机 81年第2期 2(方淑丹 “微型永磁直流电动机充磁极头设计” 微特电机 88年第1期 3(董明海 “稀土永磁交流伺服电机整体充磁技术初探” 《94年全国永磁电机学术交流会报告》 4(张菊宝 “铷铁硼粘结磁环的多极充磁” 《94年全国永磁电机学术交流会报告》 5(陈培林 〈永磁材料及其应用〉 6(徐崇蔗 〈实用电气自动控制计算手册〉 7(陈景华 〈民用微电机原理与设计〉 11