磁力研磨的一种永磁铁磁路
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永磁铁的微观原理及应用1. 永磁铁的微观结构永磁铁是一种具有持久磁性的材料,它能够长时间地保持自身的磁性。
其微观结构主要由以下两种成分组成:•磁性粒子:永磁铁的磁性来自于其内部的磁性粒子,通常是由铁、镍、钴等磁性金属组成。
这些磁性粒子会形成微观磁畴,并在外加磁场的作用下,排列成宏观上可见的磁性体。
磁性粒子的排列方式和结构密度会决定永磁铁的磁性强度和稳定性。
•非磁性基体:在磁性粒子之间存在非磁性基体,通常是由氧化物等非磁性物质组成。
非磁性基体的存在可以增强永磁铁的稳定性,减少磁性粒子的磁畴边界相互干涉,从而提高磁性体的磁化强度和耐用性。
2. 永磁铁的磁化过程永磁铁的磁化过程是将其内部的磁性粒子重新排列,以获取更强的磁性。
一般情况下,永磁铁的磁化过程包括如下几个步骤:•预处理:永磁铁在制造之前,通常需要进行磁场预处理。
这个步骤可以使永磁铁的磁畴排列更加有序,提高其磁性强度和稳定性。
•外加磁场:永磁铁在预处理之后,需要经过外加磁场的作用。
通过将永磁铁置于一个足够强的磁场中,可以使磁性粒子重新排列,增强磁性体的磁化强度。
•固化:外加磁场处理后的永磁铁需要进行固化,以确保其在外加磁场消失后仍然保持其磁性。
固化过程通常是将永磁铁加热至一定温度,并在这个温度下保持一段时间,使磁性粒子之间的结合更加牢固。
3. 永磁铁的应用领域由于其稳定的磁性和较高的磁化强度,永磁铁在多个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:•电机与发电机:永磁铁广泛应用于电机和发电机中,用于产生磁场或转换电能与机械能之间的相互转换。
永磁电机和发电机具有高效率、小体积和长寿命等优点,被广泛应用于汽车、风力发电、电力工具等领域。
•磁存储器:永磁铁被用于制造磁存储器,如硬盘驱动器和磁带录音机等。
永磁铁的磁化强度和稳定性使其能够长时间地保持存储的信息。
•传感器:永磁铁被用于制造各种类型的传感器,如磁场传感器、速度传感器等。
永磁铁的磁性能够对外部待测物体的磁场或运动信息产生响应,从而实现传感器的功能。
[永久磁铁永动机]永磁铁分类篇一: 永磁铁分类磁铁是一个用处很广泛的产品,可以用在音响,电机,磁疗,包装,电子仪器,等多种用途。
磁铁的种类也很多,按材质分可以为永磁铁氧体,钕铁硼,钐钴磁铁,铝镍钴磁铁,其中铁氧体价格便宜但是容易脆,磁力小,钕铁硼磁力大,价格比铁氧体高,钐钴磁力小,一般用在仪器上,铝镍钴耐高温很强,磁铁可以做成圆柱,方块,圆环,瓦形,各种异型,是国民经济不可确实的一种材料。
1.钕铁硼永磁体以其优异的性能、丰富的原料、合理的价格正得以迅猛的发展和广泛的应用。
其主要应用在微特电机、永磁仪表、电子工业、汽车工业、石油化工、核磁共振装置、音响器材、磁悬浮系统、磁性传动机构和磁疗设备等方面。
钕铁硼磁铁容易生锈、氧化,所以对钕铁硼磁铁,其表面通常需作电镀处理,如镀锌、镍、银、金等,也可以做磷化处理或喷环氧树脂来减慢其氧化速度。
牌号剩磁矫顽力内禀矫顽力Force iHc 最大磁能积Product Bhm max 居里温度最高工作温度Temperature Temperature TC TW Br bHc篇二: 永动机:永动机-历史,永动机-归类永动机是一类所谓不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。
不消耗能量而能永远对外做功的机器,它违反了能量守恒定律,故称为”第一类永动机”。
在没有温度差的情况下,从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能的机器,它违反了热力学第二定律,故称为”第二类永动机”。
这两类永动机是违反当前客观科学规律的概念,是永远不能够被制造出来的。
能量从一种形式转变到另一种形式时,绝对不可能100%转变成这种形式。
比如物质之间相互摩擦产生的热能。
1775年法国科学院通过决议,宣布永不接受永动机,现在美国专利及商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。
永动机_永动机-历史永动机永动机的想法起源于印度,公元1200[]年前后,这种思想从印度传到了伊斯兰教世界,并从这里传到了西方。
环形永磁铁磁场分布哎,你有没有想过,咱们身边这些看似普通的小东西,背后竟然藏着这么神奇的物理原理?拿永磁铁来说,它的磁场分布简直能让你大开眼界!你肯定觉得,这么个小小的磁铁,能有多复杂?说复杂不复杂,说简单也不简单,背后还真有些门道。
如果你想搞明白环形永磁铁的磁场分布,我跟你说,今天你就赚到了,这个“干货”够你玩一阵的!准备好了吗?走起!环形永磁铁,就像它的名字一样,长得像一个圆环,外面有磁性,里面却没有。
好像你买的那种小电磁炉,磁场一圈一圈地围着它转,真是个特别的家伙。
你看啊,这种磁铁有个特点,它的磁场并不是均匀分布的,而是有一定的变化。
要是你把环形永磁铁放到一张纸上,拿个小铁屑撒在纸上,你会发现,铁屑的分布并不像在普通磁铁旁那样简单地排列成一条直线,而是围绕着圆环,形成一圈圈的曲线。
那是因为环形永磁铁的磁场有点复杂,类似你在水面上投个石头,波纹一圈一圈的扩散开来。
所以,简单来说,这个磁场就像是“涟漪”,从圆环的中心向外扩散。
你觉得这是不是特别像我们生活中那些“电流绕着圈跑”的小故事?不过,事情的重点可不止这些。
环形永磁铁的内部,磁场的分布就更有意思了!你看,环形磁铁的内部,磁场其实是指向环形铁圈的轴线方向,这样一来,磁场的强度就呈现出从内到外逐渐减弱的趋势。
也就是说,离磁铁的“肚子”越远,磁场就越弱,好像你有个磁力吸铁石,能吸附旁边的东西,但离得远了就没那么管用啦,像撒盐一样,撒得远了就没什么味了。
再说回这个“环形”形状吧,它真的给了磁场一个“舞台”。
你看,磁场线像无数条看不见的丝线一样,围绕着这个圆环转个不停,哪怕你用放大镜去看,也没法抓住它们的“身影”。
不过这些磁场线可不是“乱跑”的,它们有规则,像一条条弯弯的轨迹,默默地在空间里穿行。
这种磁场的设计就像是个大规模的“交通系统”,虽然看不见,但它的秩序简直让人佩服。
有意思的是,这种环形磁铁不仅仅是单纯地“吸铁”,它还会通过自己的磁场产生力的作用。
永磁电机磁路设计与分析近年来,无论是学术界或产业界,都积极致力与发展永磁电机,并已成功地应用于各种科技产品上,例如航空、机械、机器人及精密纺织等等。
永磁电机使用高性能的永久磁石,例如钐钴、钕铁硼等稀土类磁石为激磁场,从而免去了如线绕式激磁场的铜耗,同时可省去使用碳刷、滑环等附件,缩小了体积,以达到高效率、高功率因数及小型化的需求,永磁电机已经逐步取代传统绕线式激磁磁场电机,并且有抢占部分异步电机市场特别是变频调速电机市场的趋势。
永磁电机依其产生的反电势波形可区分为两大类,方波式及弦波式。
而从转子结构上看,大致可分为三种,表面附著型、半嵌型、埋入型,在这三种型式中,表面附著型不但可以用于方波式,也可用于弦波式。
这里我们简要分析一下永磁电机磁路的设计理念。
并说明如何结合有限元素法作电磁场分析。
任何一种永磁电机的设计,都不是一件简单的工作,他必须具备电磁、机械、热传、电子、声学及材料等方面的知识。
传统上,设计者先依据经验作初步的设计,再经过一连串的修正及重复的设计,直到符合规格为止,本文仅以磁路的观点,提出设计的原则。
一般设计步骤大致包括以下几个项目;1.尺寸规格的设定电机设计者在设计电机之前,必须了解电机的使用场合,负载特性以及尺寸规格,一般永磁电机的主要尺寸是指电机定子内径、定子铁心的长度和永磁体的体积,电机的主要尺寸决定了电机的大小,电机的质量及材料费用,负载特性包括额定输出功率、外施电压及额定转速等等参数。
2.电机转子型态分为内转式、外转式以及径向或轴向气隙构造,内转子旋转产生的惯量较小,通常使用在侍服控制,反之外转式旋转惯量较大适合直接驱动的场合,另外电机依转子结构可以分为表面附著型、内藏型以及嵌入型,然而经常使用的有附著型和内藏型,其中内藏型永磁电机是将永磁体埋入转子内,因此结构坚固,可承受高转速所产生的离心力,所以经常被应用在高速的场合,另外表面型永磁电机应用于低速到中速的范围之间具有固定的转速特性,并且也可以维持高效率的性能。
「技术」永磁电机磁路结构和设计计算,含永磁电机优点和结构特性1、永磁电机1.1 磁路结构和设计计算永磁发电机与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。
永磁体在电机中既是磁源,又是磁路的组成部分。
永磁体的磁性能不仅与生产厂的制造工艺有关,还与永磁体的形状和尺寸、充磁机的容量和充磁方法有关,具体性能数据的离散性很大。
而且永磁体在电机中所能提供的磁通量和磁动势还随磁路其余部分的材料性能、尺寸和电机运行状态而变化。
此外,永磁发电机的磁路结构多种多样,漏磁路十分复杂而且漏磁通占的比例较大,铁磁材料部分又比较容易饱和,磁导是非线性的。
这些都增加了永磁发电机电磁计算的复杂性,使计算结果的准确度低于电励磁发电机。
因此,必须建立新的设计概念,重新分析和改进磁路结构和控制系统;必须应用现代设计方法,研究新的分析计算方法,以提高设计计算的准确度;必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。
1.2 控制问题永磁发电机制成后不需外界能量即可维持其磁场,但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。
这些使永磁发电机的应用范围受到了限制。
但是,随着MOSFET、IGBTT等电力电子器件的控制技术的迅猛发展,永磁发电机在应用中无需磁场控制而只进行电机输出控制。
设计时需要钕铁硼材料,电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来,使永磁发电机在崭新的工况下运行。
1.3 不可逆退磁问题如果设计和使用不当,永磁发电机在温度过高(钕铁硼永磁)或过低(铁氧体永磁)时,在冲击电流产生的电枢反应作用下,或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁,或叫失磁,使电机性能降低,甚至无法使用。
因而,既要研究开发适合于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置,又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力,以便在设计和制造时采用相应措施保证永磁式发电机不会失磁。
1.4 成本问题由于稀土永磁材料目前的价格还比较贵,稀土永磁发电机的成本一般比电励磁式发电机高,但这个成会在电机高性能和运行中得到较好的补偿。
永磁铁的原理
永磁铁是一种常见的磁性器件,它可以产生稳定的磁场。
其原理是基于磁性材料的自发磁化特性。
磁性材料内部的原子会自发地形成磁矩,这些磁矩会相互作用形成宏观磁性效应。
在永磁铁中,这些磁矩都被排列在同一方向上,形成了一个稳定的磁场。
永磁铁的制作材料通常是铁、钴、镍等磁性材料,它们可以在特定条件下被永久磁化。
磁化的过程中,磁性材料里的磁矩被定向,并保持在这个定向方向上,从而形成一个类似于电流环路的磁场。
这个磁场可以用于吸附、悬挂、传感等多种应用。
永磁铁的磁性是永久的,不需要外部电源或电流作用。
因此,它具有结构简单、使用方便、无能耗等优点。
在现代科技中,永磁铁已广泛应用于电机、磁力计、电磁炉、磁共振成像等领域。
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永磁铁磁力计算方法永磁铁是一种特殊的磁铁,它能够产生强大的磁力。
在工业和科学研究中,我们经常需要计算永磁铁的磁力,以便更好地应用它的特性。
本文将介绍永磁铁磁力计算的方法和步骤。
我们需要了解永磁铁的磁性特性。
永磁铁是由一种特殊的材料制成,它具有持久的磁性。
当永磁铁接近另一个物体时,它会产生吸引力或排斥力,这就是磁力。
磁力的大小取决于永磁铁的强度和距离。
要计算永磁铁的磁力,我们需要以下几个参数:1. 永磁铁的磁矩:磁矩是衡量一个物体磁性强度的一个物理量。
永磁铁的磁矩可以通过实验或计算得到。
磁矩的单位是安培·米(A·m)。
2. 永磁铁的形状和尺寸:永磁铁的形状和尺寸对磁力的大小有很大影响。
常见的永磁铁形状有圆柱形、方形、环形等。
通过测量或计算,我们可以得到永磁铁的长度、直径等尺寸参数。
3. 磁场测量点的位置:我们需要知道磁场测量点相对于永磁铁的位置。
这个位置信息可以通过实验或测量得到。
在计算磁力之前,我们首先需要计算永磁铁在磁场测量点处的磁场强度。
磁场强度是磁场的物理量,表示单位面积上的磁力线数目。
磁场强度的单位是特斯拉(T)。
计算磁场强度的方法有多种,其中一种常用的方法是使用安培环定律。
根据安培环定律,磁场强度可以通过磁矩和距离的关系来计算。
具体计算方法如下:1. 将永磁铁的磁矩和距离代入磁场强度计算公式中。
2. 根据永磁铁的形状和尺寸,计算磁场强度在磁场测量点处的分量。
3. 将各个分量相加,得到磁场强度的大小。
计算出磁场强度后,我们可以根据磁场强度和永磁铁与磁场测量点的距离,进一步计算磁力的大小。
磁力的计算方法可以通过库仑定律来实现。
库仑定律描述了两个电荷之间的力与它们之间的距离的关系,我们可以将其应用于磁力的计算。
具体计算方法如下:1. 将磁场强度和磁场测量点处的位置代入库仑定律中。
2. 根据永磁铁和磁场测量点之间的相对位置和方向,计算出磁力的大小和方向。
通过以上步骤,我们可以得到永磁铁在磁场测量点处的磁力大小。
磁力研磨的一种永磁铁磁路
播雨博播
1 引言
磁力研磨是利用磁路的气隙(工作间隙)对工件表面进行研磨、抛光精加工,研磨用磁场一般是用带铁心的电磁铁线圈形成,也可以用永磁铁组成的磁路形成。
日本的进村武男把永磁铁组成的磁路系统用于磁力研磨,取得很好效果。
电磁铁在使用时需要经常励磁,消耗能量,体积庞大,而且在有运动要求时,这些因素都影响运动速度的提高。
永磁铁磁路系统不消耗能量、不产生焦耳热,系统结构简单,可靠性好,
易于维修。
由于永磁铁磁路系统的这些优点,必然有广阔的应用前景。
2 永磁铁磁路的计算
2.1 计算永磁铁磁路的基本公式
在永磁铁磁路中,永磁铁相当于一个磁势的作用,同时它又有磁阻。
计算永磁磁路的方法与分析软磁材料构成的电磁铁磁路的方法基本相同。
但是,要用永磁材料磁滞回线的第二象限部分既退磁曲线来进行计算。
计算永磁铁磁路时,最重要的是选择永磁铁的工作状态,它标志着永磁铁的效能和利用率,可由永磁铁材料退磁曲线上的一个点来描述,这个点叫永磁铁的工作点,工作点的横坐标既磁场强度,纵坐标既磁感应强度;永磁铁磁路的计算用漏磁系数法与经验公式计算最为简单和实用。
在实际磁路中,总存在着漏磁,漏磁可以用磁路的磁导计算
K f=ΣG/G q(1)式中:ΣG—磁路的总磁导H,它包括气隙磁导和漏磁导;G q—气隙磁导H;K f —漏磁系数,取值由磁路结构决定,差别很大,可在1—20范围变化,对于永磁的磁力研磨磁路可以缩小到1.2—5.0范围内。
由基尔霍夫磁路定律,(1)式可变成:
B m•S m=K f·B q·S q (2)
S m= K f·B q·S q/ B m(3)
式中;B m—磁感应强度T,为永磁铁的工作点;B q—工作间隙需要的磁感应强度T;
S m、S q—分别为永磁铁和工作间隙的截面积m2。
当磁路含有轭铁时,依据基尔霍夫第二定律可以得到:
H m·L m= K r·H q·L q (4)
L m= K r·H q·L q /H m (5)
式中: K r —为磁阻系数,与磁轭的长短、接合处的多少及工作间隙有关,对于永磁铁磁路,一般取值为1.05~1.45。
L m 、 L q —表示永磁铁和气隙的长度m ; H m 、H q —分别表示永磁铁和气隙的磁场强度A/m.
由公式(3)、(5)两式即可计算永磁铁尺寸。
磁场强度与磁感应强度之间的关系,
即B q = μO H q ,其中μO =1.25×10-6H/m ,真空磁导率。
2.2 磁力研磨的永磁铁磁路
磁力研磨是利用气隙(工作间隙)进行加工的
装置,其磁路系统可设计成如图1所示,将四块永
磁铁的磁极面尽可能地接近,并靠近工作间隙,能
产生聚磁效应,靠永磁铁产生的磁场的叠加,使工
作间隙的磁场强度达到较大值。
磁极头应可以相对
移动,从而改变气隙的长度,适应不同尺寸零件加
工, 磁极头端面形状根据工件表面形状成包围状(一
般呈镰形研磨效果好)。
在研磨外圆等回转面时,磁
极头截面形状及尺寸,如图2所示。
铁心与磁轭框
架的截面积,要足够大,以免磁饱和而降低磁导率。
磁极头前端制成倒角,截面变小,使磁力线 图1 永磁体分布位置 更加集中。
3 永磁铁磁路计算
永磁铁选用LNG52铝镍钴材料,首先在
材料的退磁曲线上,用作对角线的方法找到
永磁铁工作点,如图3所示。
工作点的两个坐标分别是B m =1.1T ,
H m =46.95A/m 。
根据加工需要,取气隙长度L q =2mm ,
气隙内的磁感应强度为1.2 T 宽度A =30mm ;包角θ=π/2部分弦长15mm ;工件直径按 假定漏磁系数为1.5入(3)和(5何尺寸: S m = 1.5×1.2×0.465×10L m =1.30×1.2×2×10-3/=53.0×10-3(m )
划分成主磁通管、1/4圆柱体磁通管和1/4空心圆柱筒磁通管,再计算磁导和漏磁系数[7]。
三部分磁导分别是G q=μO× 30×15/2=0.225μO;
G1=0.52LμO =0.057μO(式中L=110mm);
G2=(2μO L/π)㏑(1+m/△) =0.049μO。
由(1)式计算漏磁系数:
K f=(0.225+0.057++0.049)μO /(0.225μO)=1.47,
与原先假定的1.5相差不大。
计算工作间隙的磁感应强度,把它与设计值相比较,若误差不超过5%—10%范围,则设计可用,若相差较大则重复上述计算,直至合适为止。
由(2)式导出B q =K f·S q /B m•S m ,把K f=1.47代入,得B q =1.1×0.76×10-3/ (1.47×0.465×10-3)=1.223(T),与磁感应强度设计值1.2 T比较,误差为1.9 %,满足要求。
研磨装置的最小外形尺寸可以作成150 mm×150 mm×30mm,这个尺寸相同条件下的电磁铁装置体积要小得多。
4 结束语
在永磁铁组成的磁路中,采用单块永磁铁很难在气隙中达到很高的磁感应强度,
即使达到较高的强度,漏磁量也将很大。
将永磁铁合理地分散布置在磁路中,组成聚
磁磁路,不仅提高永磁铁的利用率,而且它能把更多的磁通汇聚到工作气隙中去,使
工作气隙中叠加成很强的磁场。
用永磁体代替以往电磁铁进行磁力研磨,有许多优点,具有广阔发展前景。
用漏磁系数法计算永磁磁路最为简单和实用,实际设计还要根据经验和反复计算才能适合要求。
永磁体组成的磁力研磨磁路系统,可有多种形式,具体结构要根据磁力研磨工艺进行设计。