永磁铁氧体磁铁各参数对永磁电机的影响规律
本章主要对永磁铁氧体磁铁各参数对永磁电机的影响规律做了相关的阐述，内容包括永磁铁氧体磁铁电机结构、永磁铁氧体磁铁对永磁电机性能的影响规律等。
永磁铁氧体磁铁在其器件中,是最核心的构件之一。它的磁性能、外观、形状以及尺寸等，对永铁氧体磁器件的性能影响很大。下面对永磁铁氧体磁铁电机的结构、永磁铁氧体磁铁对永磁电机性能的影响等作阐述。
永磁电机的认识
(1)永磁式启动电机
常用的永磁式启动电机结构示意图。它包括机壳、转子、定子及电刷等。定子包括永磁铁氧体磁瓦，该磁瓦黏在机壳内壁上。
使用时，磁瓦替代传统的励磁线圈，在机壳内形成磁场，电刷为转子提供电流，转子在电流和磁场的作用下转动。磁瓦制成定子的工艺简单，只需将磁瓦黏在机壳内壁即可,磁瓦成本低廉，其体积明显小于励磁线圈，绕成的定子可明显缩小电机的体积。永磁铁氧体本身在低温大电流时容易退磁，应选择高HCJ(380 kA/m以上）的材料来制成磁瓦，磁瓦是2块、4块或6块,等间距地分布在机壳内壁。磁瓦还可是其他偶数块。
为了降低转子的成本,可在转子上绕有一层铜线,转子的输出轴通过减速装置与电机输出轴相连接，电机输出轴上安装有超越离合器,减速装置可以是有固定在输出轴上的齿轮和固定在电机输出轴上的大齿轮，齿轮与大齿轮相互啮合。通过齿轮与大齿轮的作用，降低转速，提高力矩;减速装置还可是有固定在输出轴上的齿轮和安装在电机输出轴上的行星齿轮，齿轮与行星齿轮相互啮合，行星齿轮可降低转速，提高力矩；当然，减速装置还可是其他形式的，具有降低转速、提高力矩作用的装置。
(2)摩托车用无刷启动磁电机
摩托车用无刷启动磁电机的结构图(a)所示。它由定子铁芯、转子、控制器、触发传感器，霍尔元件、线路印刷板及磁极等部件组成。磁电机的转子上设有多对磁瓦，在定子铁芯上依次排列有与磁瓦相对应的多个磁极，在磁极上设置有分别与每相电路相对应的霍尔元件。霍尔元件的安装图1b)所示。霍尔元件的正、负极及信号端分别通过电缆与控制器相连接,每个磁极上均绕有线圈,磁极上的线圈彼此连接成一个对称的A，B，C三相星形电路，控制器通过电缆与触发传感器连接。
该类磁电机将启动、发电合为一体,减少了零部件，明显降低了成本，由霍尔元件作为传感器,使采样信号稳定可靠，抗干扰能力强，控制信号精准,降低了启动噪声。其主要特点有：
①对三相线圈中的两相线圈的通电是时刻变化着的。
②控制器通过霍尔元件感应到的信号,确定出磁极与磁乩之间的相对位置。根据该位置的具体位置的情况，决定对三相线圈中的其中两相线圈进行通电。
③对两相线圈通电的结果，是使磁极产生的磁场与磁瓦的磁场发生相互作用，使转子始终处于反转或正转的状态。该类磁电机的使用如下：
①活塞回位
3个霍尔元件把每一时刻感应到磁极相对磁瓦所处的位置的信号时时传送至控制器,控制器根据接收到的信号确定磁极在该时刻的具体位置,从而确定该时刻对其中的两相的线圈通电，通电的两相线圈所在的磁极产生的磁场与磁瓦的磁场发生相互作用，使转子处于反转状态，促使汽油机的活塞移动至最低位置。
②磁电机处于启动状态
当活塞回到最低位置后，3个霍尔元件把每一时刻感应到磁极相对磁瓦所处的位置的信号时时传送至控制器，控制器根据接收到的信号确定磁极在该时刻的具体位置，从而确定该时刻对其中的两相的线圈通电，通电的两相线圈所在的磁极产生的磁场与磁瓦的磁场发生相互作用，使转子处于正转状态，正向转动转子带动汽油机进行启动，触发传感器采集汽油机转速信号给控制器，当汽油机达到规定转速后，由控制器控制，停止对线圈供电，汽油机启动完毕。
③磁电机处于发电状态
汽油机启动后,汽油机带动磁电机转子转动,磁电机处于发电状态，控制器丨3动切换状态，使磁电机发出的电能向电瓶充电。
(3)直流电机永磁转子
常用直流电机永磁转子（空调电机用），其结构如图(a)所示。它由转子铁芯、转子轴、注塑体、烧结铁氣体磁瓦等部件组成。图(b)为单个烧结铁氧体磁瓦的结构示意图，图(c)为图(b)中的A向视图，图1(d)为转子铁芯的结构示意图，图(e)为图(d)中的B—B视图，(f)为转子铁芯与烧结铁氧体磁瓦图，0.3(g)为图(f)中的C一C向视图注塑成型后的结构示意图。
直流电机永磁转子轴，设于转子铁芯的轴孔内，转子铁芯外侧设有注塑体，注塑体内嵌有多个烧结铁氧体磁瓦,如图(f)或图(g)所示，多个烧结铁氧体磁瓦绕转子铁芯的中轴线均匀分布于转子铁芯外周。
图(b)所示，注塑体内嵌有8个尺寸相同的烧结铁氧体磁瓦。烧结铁氧体磁瓦为偏心磁瓦，其具体结构如图(b)或图(c)所示。转子铁芯的具体结构如图(d)或图10.3(e)所示，转子轴为单轴伸结构,该结构的永磁转子可应用于电机需要较长转子轴的情况，注塑体的材料为工程塑料。
上述直流电机永磁转子制作时，在采用注塑的方法成型注塑体的过程中，排布好的多个烧结铁氧体磁瓦，同时嵌于注塑体内，且注塑体包紧于转子铁芯外侧，然后选择所需的转子轴类型,将其与转子铁芯装配固定即可。
(4)驱动车窗升降装置用的永磁直流电机
驱动车窗升降装置用的永磁直流电机的立体图如图(a)所示。(b)是该电机的一种平面图,其中一端盖被移除图。图(c)是该电机的另一立体示图，其中外壳和端盖被移除。
驱动车窗升降装置用的永磁直流电机包括定子和安装于定子内可相对于定子转动的转子，转子包括转轴、转子铁芯、换向器以及绕组（图中未标出）。其中，转子铁芯和换向器均固定在转轴上，转子铁芯具有若干齿以缠绕绕组，相邻齿之间形成线槽,绕组容纳于线槽内并与换向器的换间片电连接。半例中，转子铁芯具有10个线槽，换向器具有10个换向片。
定子包括铁制外壳、装设于外壳内的永磁体以及固定于外壳两端的端盖。两端盖内分别装设有轴承,用于支承转轴。本例中，外壳包括两端具有开口的圆筒形壳体以及自壳体一端，沿径向，向外延伸的安装部。端盖与壳体一体成型以减少电机的高度，并封闭壳体与邻近端盖一端的开口。端盖固定安装于外壳,并与壳体形成紧配合,换向器容纳于端盖内。端盖的侧壁,设有至少一对径向延伸的贯穿孔，至少一对刷管装设于所述至少一对贯穿孔内，碳刷(图中未示出）可滑动地装设于刷管内，用于与换向器的换向片摩擦接触。由此，定子可形成一密闭结构，以阻挡内部噪声扩散出来。永磁体为固定装设于壳体的内壁并与转子铁芯相对设置的环形磁铁。该环形磁铁形成N，S极，沿周向交替分布的4个磁极，每一磁极基本成90°。该环形磁铁可以是一体制成，也可由4块磁铁拼接组成。该环形磁铁例如可通过黏结剂固定于壳体的内壁，由永磁铁氧体材料制成则更好,作为其替代方案,也可由黏结钕铁硼(NdFeB)材料制成。
转子铁芯的轴向长度与其极弧长度之比为1.27 ～2. 31;壳体的径向厚度与其外径之比为0.045 ～0.062;环形磁铁的径向厚度与其外径之比为0.07 ～0. 11;环形磁铁的径向厚度与壳体的径向厚度之比为I ～2. 14;壳体的轴向长度与其外径之比为1.21 ～ 1.71。其中，转子铁芯的极弧长度是指每一定子磁极所对应的转子铁芯的周向弧长，转子铁芯的线槽，其斜槽系数在0 ～ 1倍槽宽内。当刹槽系数大于0倍槽宽时,转子铁芯的线槽相对于转轴倾斜配置，可降低电磁谐波,减小振动。
