无刷直流电机的磁钢怎么选用好？

    今日小编在逛某电机论坛的时候发现一网友问到无刷直流电机的磁钢怎么选用好？无刷直流电机中磁钢的剩磁，矫顽力及磁能积对磁钢的性能有什么影响？再有就是如何根据电机的条件选取正确的磁钢性能参数。如果说剩磁等参数一样的话，铁氧体与稀土间又差在哪里？

     剩磁，通常用Br表示，可以简单理解为磁钢在外部磁场撤掉以后，还能够保留下来的磁感应强度。对于无刷直流电机来说，磁钢的剩磁越高，在其他条件相近的情况下，能够提供更强的气隙磁场。气隙磁场提高以后，电机通常可以获得更高的反电动势和转矩密度。因此，在一些追求小体积、高功率的电机中，会比较重视磁钢的剩磁。比如钕铁硼磁钢的剩磁通常明显高于普通永磁铁氧体，所以同样体积下，钕铁硼可以提供更强的磁场。不过，剩磁并不是越高越好。电机设计还要综合考虑槽极配合、气隙、绕组、电流、转速以及磁路饱和等因素。

     矫顽力通常分为内禀矫顽力Hcj和磁感矫顽力Hcb。对于电机磁钢来说，矫顽力非常重要，因为转子磁钢在运行过程中并不是一直处于“轻松”的工作状态。电机启动、堵转、大电流运行以及高温工作时，磁钢可能受到比较强的反向磁场作用。如果磁钢的抗退磁能力不足，就可能发生不可逆退磁，使电机性能下降。因此，对于高温、高转速、大电流或者容易出现短路工况的电机，不能只看剩磁，还需要重点关注Hcj等抗退磁参数。这也是为什么一些电机并不是简单选择“磁力最大的磁钢”，而是根据实际工况选择合适牌号。

     磁能积决定磁钢的“磁性能密度”，它可以理解为磁钢单位体积能够提供的磁能水平。这个参数对于电机小型化尤其重要。简单来说，如果两块磁钢能够达到相近的电机设计效果，磁能积更高的材料往往可以采用更小的磁钢体积，从而帮助电机缩小转子尺寸或者提高功率密度。

     在实际的无刷直流电机设计中，选择磁钢不能只拿着Br、Hcj或者(BH)max其中一个参数进行比较，而是要把电机的实际工作条件一起考虑进去。例如低成本、体积要求不是特别苛刻的风扇、水泵等产品，可以优先考虑永磁铁氧体；如果要求电机体积小、功率密度高，则可以考虑钕铁硼。对于高速电机，还要考虑离心力、磁钢机械固定方式以及磁钢在高速旋转下的安全性。

     即使假设铁氧体和稀土磁钢的剩磁、矫顽力以及磁能积完全一样，实际产品中两者也不代表完全相同。磁性材料的密度、机械强度、温度特性、加工性能、成本以及尺寸限制等方面仍然可能存在差异。

     到底该怎么选？

     归根结底，磁钢选型要围绕电机的功率、转速、温度、体积、成本和退磁风险来确定。小功率、低成本、普通工作温度的电机，可以优先考虑铁氧体。对于体积小、功率密度高、需要较强磁场的电机，钕铁硼通常更有优势。如果是高温、高速或者大电流电机，就不能只比较磁能积，还要重点关注Hcj、最高工作温度以及实际退磁曲线。对于批量生产的无刷直流电机，最好结合电机磁路进行计算和打样，通过实际测试确定最终磁钢牌号和尺寸。

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