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软磁复合材料的三维磁特性检测实验研究 被引量:17
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作者 李永建 杨庆新 +2 位作者 安金龙 赵志刚 朱建国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期160-165,共6页
传统的一维和二维测量方法不能全面解析磁性材料的磁特性,本文研究了一种新型的三维磁特性检测方法,能更好地理解磁化过程并准确分析材料磁心损耗特性。设计了三维磁特性测试装置并测量了软磁复合(SMC)材料在旋转励磁条件下的三维磁特性... 传统的一维和二维测量方法不能全面解析磁性材料的磁特性,本文研究了一种新型的三维磁特性检测方法,能更好地理解磁化过程并准确分析材料磁心损耗特性。设计了三维磁特性测试装置并测量了软磁复合(SMC)材料在旋转励磁条件下的三维磁特性;详细分析了磁特性实验中新型B-H传感线圈的校准、补偿和B、H矢量的精确计算等问题;根据实验结果分析并讨论了三维磁滞特性和磁心损耗特性等。 展开更多
关键词 软磁复合材料 三维磁特性测试仪 各向异性 磁心损耗 传感线圈
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双端励磁内置转子磁分路混合励磁电机设计与转子强度分析 被引量:16
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作者 张晓祥 张卓然 +2 位作者 刘业 李进才 陈志辉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期245-254,共10页
讨论一种新型双端励磁内置转子磁分路混合励磁电机的结构与原理。针对实心转子磁极存在转子涡流损耗严重的问题,提出转子磁极表面粘贴软磁复合材料(SMC)的组合转子结构,为进一步改善电机转子三维结构加工工艺,采用转子导磁体模块化方法... 讨论一种新型双端励磁内置转子磁分路混合励磁电机的结构与原理。针对实心转子磁极存在转子涡流损耗严重的问题,提出转子磁极表面粘贴软磁复合材料(SMC)的组合转子结构,为进一步改善电机转子三维结构加工工艺,采用转子导磁体模块化方法。考虑软磁复合材料抗拉强度的局限性,研究碳纤维保护套下转子损耗特性,并进行转子结构强度分析,为该类新型混合励磁电机结构优化奠定了基础。 展开更多
关键词 转子强度 混合励磁电机 软磁复合材料 转子磁分路 碳纤维
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新型盘式横向磁通永磁无刷电机的结构原理及设计优化 被引量:12
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作者 张文晶 徐衍亮 李树才 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期2979-2988,共10页
伺服电机是工业机器人的执行驱动装置,目前普遍采用表贴式永磁同步电机,但是该类型电机的轴向绕组端部以及较高质量的转子无法进一步满足工业机器人小型化以及高动态性的要求。该文提出一种应用于工业机器人的新型盘式横向磁通永磁无刷... 伺服电机是工业机器人的执行驱动装置,目前普遍采用表贴式永磁同步电机,但是该类型电机的轴向绕组端部以及较高质量的转子无法进一步满足工业机器人小型化以及高动态性的要求。该文提出一种应用于工业机器人的新型盘式横向磁通永磁无刷电机(DTFM),通过节省绕组轴向端部以及结合工业机器人的具体要求对电机内部空间进行合理设计,可以有效减小电机体积;另外,电机转子采用小体积、低质量的盘式结构可以提升电机的动态性能。首先,给出这一新型DTFM的结构和原理;其次,对DTFM的功率方程及主要尺寸进行理论推导,得到该种电机的初步设计方案,基于此,分析电机的结构参数变化对电机性能的影响;再次,提出一种新型优化方法——神经网络与多目标粒子群算法相结合的优化策略,对该种电机进行优化设计研究;最后,设计制作DTFM样机进行实验,验证电机性能的优越性。 展开更多
关键词 工业机器人 横向磁通电机 盘式电机 软磁复合材料 多目标优化
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软磁复合材料与硅钢片材料的永磁电机性能差异研究 被引量:12
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作者 赵国新 孔德财 高晓林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第A01期75-81,共7页
软磁复合材料是由表面带有绝缘的金属粉末颗粒压制而成,具有涡流损耗小、各向同性的特点,近年来得到了一定的应用,但其磁滞损耗大,磁导率低,所以其适用场合及与硅钢片性能的具体差异还需要进一步的深入研究。该文首先利用环形试样法测... 软磁复合材料是由表面带有绝缘的金属粉末颗粒压制而成,具有涡流损耗小、各向同性的特点,近年来得到了一定的应用,但其磁滞损耗大,磁导率低,所以其适用场合及与硅钢片性能的具体差异还需要进一步的深入研究。该文首先利用环形试样法测试软磁复合材料的磁特性,得到其空载磁化曲线和不同频率下的损耗数据。然后,为对比分析软磁复合材料和硅钢片材料在电机应用中的差异,分别使用软磁复合材料和硅钢片设计两台永磁同步电机,分析计算两种材料电机的磁场、铁耗以及铁耗在不同频率下的变化规律。最终通过样机测试掌握了两种材料在永磁电机中应用的差异,验证了计算的准确性,总结了软磁复合材料的应用范围。 展开更多
关键词 软磁复合材料 损耗测试 永磁电机 实验对比
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SMC爪极永磁同步电动机的参数与性能计算 被引量:4
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作者 郭有光 朱建国 V.S.Ramsden 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第6期15-17,共3页
在电机磁路计算与磁场三维有限元数值分析的基础上 ,进行了以软磁复合 (SMC)材料为定子铁心的爪极永磁电动机的优化设计和性能仿真研究 ,实验结果与理论计算有较好的一致性 .
关键词 永磁电机 软磁复合材料 参数 性能 同步电机
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软磁复合材料-Si钢组合铁心轴向磁通永磁电机的结构设计与研究 被引量:7
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作者 张文晶 徐衍亮 +1 位作者 魏顺航 于爱国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第13期4656-4665,共10页
为实现工业机器人伺服电机的小型化,该文提出采用具有高功率密度和高转矩/转动惯量比特点的轴向磁通永磁(axial flux permanent magnet,AFPM)电机应用在工业机器人中。根据软磁复合材料(soft magnetic composite material,SMC)和硅钢材... 为实现工业机器人伺服电机的小型化,该文提出采用具有高功率密度和高转矩/转动惯量比特点的轴向磁通永磁(axial flux permanent magnet,AFPM)电机应用在工业机器人中。根据软磁复合材料(soft magnetic composite material,SMC)和硅钢材料的性能特点,该文设计了一台SMC-Si钢组合铁心AFPM电机,建立SMC铁心和Si钢铁心AFPM电机模型进行对比研究,分析比较组合铁心AFPM电机与这两种电机之间的性能差异。此外,该文还通过采用单个定子盘旋转一定角度的方法对组合铁心AFPM电机的转矩脉动进行削弱。相比于传统径向磁通永磁(radial-flux permanent magnet,RFPM)电机,SMC-Si钢组合铁心AFPM电机结构更加紧凑,电机轴向长度大幅缩短。通过对比不同定子铁心结构AFPM电机得出,采用SMC-Si钢组合定子铁心结构可以有效提升电机额定电流下的输出转矩和电机过载条件下的效率。最后,该文通过样机实验,验证了组合铁心AFPM电机的理论设计和仿真结果。 展开更多
关键词 轴向磁通 永磁电机 工业机器人 软磁复合材料 组合铁心
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基于软磁复合材料的超高速永磁同步电机电磁设计分析 被引量:4
7
作者 韦福东 王建辉 刘朋鹏 《电机与控制应用》 2021年第1期78-82,共5页
软磁复合(SMC)材料因其材料特性及微观结构特点,具有涡流损耗系数低、各向同性等优点,适用于超高速永磁同步电机(PMSM)设计,可以有效降低电机铁耗。以1台额定转速4000 r/min、额定频率533.33 Hz的PMSM为例,从电磁特性、铁耗分析计算等... 软磁复合(SMC)材料因其材料特性及微观结构特点,具有涡流损耗系数低、各向同性等优点,适用于超高速永磁同步电机(PMSM)设计,可以有效降低电机铁耗。以1台额定转速4000 r/min、额定频率533.33 Hz的PMSM为例,从电磁特性、铁耗分析计算等角度对SMC材料及硅钢片进行对比分析及有限元仿真计算,通过样机试验验证SMC材料分析结果的有效性。利用该分析方法,以1台采用SMC材料的120000 r/min的超高速PMSM为例,对比分析不同极槽配合对电磁性能的影响,对SMC材料应用于超高速PMSM提供一定的指导。 展开更多
关键词 超高速永磁同步电机 软磁复合材料 铁耗分析
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采用软磁复合材料设计高速爪极式永磁电机 被引量:2
8
作者 黄允凯 朱建国 胡虔生 《电机与控制应用》 北大核心 2007年第12期6-9,13,共5页
软磁复合材料适合用于制造结构复杂的小型永磁电机。在三维有限元分析的基础上,进行了以软磁复合材料为定子铁心的三相爪极式永磁电机的优化设计以及参数计算和性能分析;得到的结果对该种材料的应用具有一定参考价值。
关键词 软磁复合材料 爪极永磁电机 有限元计算
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电工设备铁心磁滞损耗的改进模型 被引量:3
9
作者 李丹丹 杨娜 +2 位作者 乔振阳 宋寅卯 李永建 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第27期179-185,共7页
为了精确计算电工设备铁心的磁滞损耗,分析了磁滞回线面积与频率、磁滞损耗之间的关系,确定了以频率为变量的计算参数。基于所得结论提出了一种新的磁滞损耗模型的改进方法,并分别对经验Steinmetz公式和经典Bertotti分离模型进行了改进... 为了精确计算电工设备铁心的磁滞损耗,分析了磁滞回线面积与频率、磁滞损耗之间的关系,确定了以频率为变量的计算参数。基于所得结论提出了一种新的磁滞损耗模型的改进方法,并分别对经验Steinmetz公式和经典Bertotti分离模型进行了改进。通过对不同激磁频率下软磁复合(soft magnetic composite,SMC)材料磁滞损耗的模拟,对改进方法的有效性和实用性进行了验证,为SMC材料在工程应用中的磁滞损耗计算提供理论依据。 展开更多
关键词 软磁复合材料 磁滞损耗模型 Steinmetz模型 Bertotti模型 像素点法
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SMC材料在旋转磁场作用下磁性能的测量 被引量:2
10
作者 郭有光 朱建国 +1 位作者 钟锦江 V.S.Ramsden 《华中理工大学学报》 CSCD 北大核心 2000年第6期18-20,共3页
测量了新型SMC材料SOMALOYTM5 0 0在二维旋转磁场作用下的磁性能 ,介绍了测量原理、测试系统和铁耗计算 ,分析和讨论了测量结果 .测量结果表明 ,新型材料适合于结构复杂的三维磁场电机制造 .
关键词 旋转磁场 磁性能 测量 爪极永磁电机 定子铁心
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软磁复合材料铁芯电机特性的仿真研究 被引量:2
11
作者 李文华 刘娇 李建刚 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期92-96,共5页
为了发挥软磁复合材料的高电阻率,低损耗,易于再利用的特点,仿真模拟将其应用在永磁电机的铁芯上.以12槽4极直流电机为仿真对象,把三维计算问题转化成二维模型,用JMAG软件对电机进行建模,阐述SMC与硅钢片铁芯差异,先用两种材料进行仿真... 为了发挥软磁复合材料的高电阻率,低损耗,易于再利用的特点,仿真模拟将其应用在永磁电机的铁芯上.以12槽4极直流电机为仿真对象,把三维计算问题转化成二维模型,用JMAG软件对电机进行建模,阐述SMC与硅钢片铁芯差异,先用两种材料进行仿真,结果说明只靠替换铁芯材料对电机性能改进并不会产生很大改善,改进模型,得出不同延伸高度铁芯延伸长度增加引起的电流和转矩特性与功率变化的关系.利用所建模型将Somaloy500的软磁复合材料与50CS800的硅钢片制备的铁芯进行模拟实验,结果表明:相同条件下软磁复合材料铁芯的效率要更高一些.最低转速时效率增加5%,最高转速时效率增加10%;软磁复合材料铁芯模型抑制电流输出,各向同性的优势明显.结论为SMC材料在低转速电机的开发中依旧能够发挥优势,实现电机性能的提高. 展开更多
关键词 软磁复合材料 硅钢片铁芯 建模 模型改进 机械特性
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软磁复合材料横向磁通永磁电机的齿槽转矩优化设计研究 被引量:1
12
作者 王韶鹏 王绍衡 +4 位作者 陈龙 雷刚 刘成成 汪友华 朱建国 《微电机》 2017年第12期31-36,75,共7页
齿槽转矩是永磁电机的一个固有属性,它是引起永磁电机产生转矩脉动的主要原因之一。在降低永磁电机的齿槽转矩方面,最常见的办法有斜定子槽,凹定子齿,偏移转子磁极和匹配定转子极对数等。本文的主要工作是使用优化转子磁极尺寸,优化磁... 齿槽转矩是永磁电机的一个固有属性,它是引起永磁电机产生转矩脉动的主要原因之一。在降低永磁电机的齿槽转矩方面,最常见的办法有斜定子槽,凹定子齿,偏移转子磁极和匹配定转子极对数等。本文的主要工作是使用优化转子磁极尺寸,优化磁极偏移角度,和结合这两种方法使用微分进化的算法来减小软磁复合材料横向磁通永磁电机的齿槽转矩。本文使用三维有限元方法来计算电机的齿槽转矩和其他相关电磁参数,且通过实验可以验证计算方法的准确性。通过对上述几种优化结果的比较,表明了,使用转子磁极偏移一定的角度是最为有效的减小横向磁通永磁的电机的齿槽转矩的方法,和结合优化磁极尺寸的方法能够进一步优化电机的转矩性能。 展开更多
关键词 齿槽转矩 横向磁场永磁电机 软磁复合材料 优化设计
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碳纤维软磁复合材料在无线电能传输电磁耦合机构中的应用 被引量:1
13
作者 张欣 韩瑜 +1 位作者 宋子晗 王文斌 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第4期75-81,共7页
为解决电动汽车无线充电应用中电磁耦合机构长时间工作中铁氧体受振易碎、电磁耦合机构体积和质量大的问题,利用碳纤维屏蔽电磁波和吸能减振的特性,将碳纤维软磁复合材料作为导磁材料,分别建立了基于铁氧体和碳纤维软磁复合材料的仿真模... 为解决电动汽车无线充电应用中电磁耦合机构长时间工作中铁氧体受振易碎、电磁耦合机构体积和质量大的问题,利用碳纤维屏蔽电磁波和吸能减振的特性,将碳纤维软磁复合材料作为导磁材料,分别建立了基于铁氧体和碳纤维软磁复合材料的仿真模型,设计并制作出碳纤维软磁复合材料,建立无线电能传输测试平台进行实验验证。结果表明:整块铁氧体的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.29 V/m和1.23×10^(-3)mT;碳纤维软磁复合材料的电场和磁场屏蔽最大数值分别为0.22 V/m和0.79×10^(-3)mT,铁氧体外侧加入两层碳纤维编织结构制成屏蔽材料,其磁场和电场屏蔽效果均优于铁氧体。 展开更多
关键词 无线电能传输 电磁屏蔽 碳纤维软磁复合材料 电磁耦合机构
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高频高磁损耗材料传导干扰抑制特性研究
14
作者 孙宏亮 王群 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期18-20,共3页
为了验证软磁合金复合材料(SCM)对传导干扰电流的抑制作用,建立了微带线(MSL)装置模拟印制线路板(PCB),通过测量放置复合材料前后MSL的S参数变化来分析材料的传导干扰抑制性能。在同等条件下,进行了SCM与其它类干扰抑制材料(磁性金属复... 为了验证软磁合金复合材料(SCM)对传导干扰电流的抑制作用,建立了微带线(MSL)装置模拟印制线路板(PCB),通过测量放置复合材料前后MSL的S参数变化来分析材料的传导干扰抑制性能。在同等条件下,进行了SCM与其它类干扰抑制材料(磁性金属复合材料、铁氧体材料)的对比测试。结果表明,1.8 GHz时SCM的最大损耗功率比(Ploss/Pin)为0.4,明显高于其它材料,具有优越的传导干扰抑制性能。 展开更多
关键词 复合材料 磁损耗 传导干扰 软磁合金复合材料 铁氧体
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复合软磁材料密度与电绝缘特性的研究 被引量:6
15
作者 赵占刚 李波 +4 位作者 胡季帆 张玲 秦宏伟 王小风 孙晓林 《金属功能材料》 CAS 2011年第6期6-9,共4页
本文主要探讨了磷酸化处理、退火温度、成型压力对铁粉基复合软磁(SMC)材料电阻率、密度的影响。发现提高磷酸化过程中磷酸与铁粉的质量比可有效提高材料电阻率,但同时也降低了材料密度。提高退火温度,可以提高材料的密度,但是也会降低... 本文主要探讨了磷酸化处理、退火温度、成型压力对铁粉基复合软磁(SMC)材料电阻率、密度的影响。发现提高磷酸化过程中磷酸与铁粉的质量比可有效提高材料电阻率,但同时也降低了材料密度。提高退火温度,可以提高材料的密度,但是也会降低磷酸化材料的绝缘性。对于使用磷酸化粉末的复合软磁材料,退火温度不宜超过600℃。成型压力的增加有利于提高材料的密度。 展开更多
关键词 软磁复合材料 磷酸化处理 热处理 密度 电绝缘
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磷化处理对软磁铁粉性能影响 被引量:3
16
作者 高庆庆 肖超 +3 位作者 张忠健 刘存奇 尚福亮 杨海涛 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期7-11,共5页
为提高软磁复合材料磁学和力学性能,采用还原纯铁粉为原料,利用磷化处理工艺制备绝缘软磁粉末,并用粉末冶金法制备磷化的软磁复合材料。研究了磷化程度对软磁复合材料的致密度、电阻率、粉末的显微结构和磁学性能等影响。研究表明,磷化... 为提高软磁复合材料磁学和力学性能,采用还原纯铁粉为原料,利用磷化处理工艺制备绝缘软磁粉末,并用粉末冶金法制备磷化的软磁复合材料。研究了磷化程度对软磁复合材料的致密度、电阻率、粉末的显微结构和磁学性能等影响。研究表明,磷化浓度的提高可快速提高软磁复合材料的电阻率,但同时也降低了软磁复合材料的致密度、最大饱和感应强度和磁导率。当磷化浓度为0.005时,软磁复合材料的相对密度最大,为89.74%,磁学性能最好,饱和磁感应强度为1.442T,磁导率为375H/m。体视显微镜、SEM和EDS分析表明,经磷化处理的铁粉其表面被铁的磷酸盐绝缘层均匀完整地包覆,绝缘层的厚度随磷化浓度提高而升高。 展开更多
关键词 软磁复合材料 磷化 密度 电阻率 磁争陆能
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SPS界面反应增强机制调控的软磁复合材料磁性能和电阻率 被引量:1
17
作者 赵占奎 李涛 +6 位作者 鲁书含 王明罡 张京京 程道文 吴臣 迟悦 王虹力 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1223-1226,共4页
设计软磁复合材料(SMCs)的绝缘层要兼顾软磁性能和电阻率。本研究以Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4复合体系为例,研究界面MnO2氧化剂对样品软磁性能和电阻率的影响,揭示提高软磁性能和电阻率的SMCs界面放电等离子烧结(SPS)氧化还原机制。采用球磨... 设计软磁复合材料(SMCs)的绝缘层要兼顾软磁性能和电阻率。本研究以Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4复合体系为例,研究界面MnO2氧化剂对样品软磁性能和电阻率的影响,揭示提高软磁性能和电阻率的SMCs界面放电等离子烧结(SPS)氧化还原机制。采用球磨法制备添加0、0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%和1.0wt%MnO2的核壳结构Fe@Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)复合粉末,随后SPS烧结制备Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)块体SMCs样品,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征该样品的结构特征,用精密电阻测试仪和振动样品磁强计测试该样品的电阻率和磁性能。研究发现,添加0.5wt%MnO2的Fe/Ni0.5Zn0.5Fe2O4(MnO2)块体SMCs样品比未添加样品电阻率提高33.7%、饱和磁化强度提高6.9%。研究结果表明,SPS烧结增强SMCs界面快速氧化还原反应,MnO2氧化剂的添加使界面铁氧体离子浓度变化,降低了B位电子跃迁频率,提高有效波尔磁子数及B-B磁超交换作用,表现出同时提高SMCs的软磁性能和电阻率的多重效应。 展开更多
关键词 软磁复合材料 放电等离子烧结 界面反应 电阻率 磁性能
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晶粒尺寸和热处理对Sm_2Fe_(17)N_3/Fe_3N/BN软磁/硬磁复合材料的合成及磁性能影响
18
作者 孟磊 刘力 +4 位作者 张瑛 丁力 路大勇 王显德 王海燕 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期789-792,共4页
采用高能球磨和真空热处理方法制备Sm2Fe17N3/Fe3N/BN复合材料,并研究球磨过程中晶粒尺寸变化对固态相变和磁性能的影响.结果表明:Sm2Fe17N3和Fe3N相产生的条件是Fe的晶粒尺寸达到纳米量级(D<80 nm)并形成Fe(Sm)固溶体;随着退火时间... 采用高能球磨和真空热处理方法制备Sm2Fe17N3/Fe3N/BN复合材料,并研究球磨过程中晶粒尺寸变化对固态相变和磁性能的影响.结果表明:Sm2Fe17N3和Fe3N相产生的条件是Fe的晶粒尺寸达到纳米量级(D<80 nm)并形成Fe(Sm)固溶体;随着退火时间的增加,300℃真空退火的球磨样品中Sm2Fe17N3的结晶物增多,矫顽力提高,表明样品的磁性能与Sm2Fe17N3的结晶程度有关. 展开更多
关键词 Sm:Fe. N /Fe N/BN 软磁/硬磁复合材料 高能球磨 真空退火
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不同铁心材料在圆筒形永磁同步直线电动机中的对比研究 被引量:1
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作者 曾文欣 王秀和 《微电机》 2016年第12期6-9,14,共5页
以传统叠装硅钢片为初级铁心的圆筒形永磁同步直线电机存在诸多不足,因其结构复杂不易加工制造,且磁场在初级铁心轭部与硅钢片叠压方向垂直,造成涡流损耗较大。因此本文提出以一种新型的软磁复合材料(SMCs)替代传统叠装硅钢片初级铁心... 以传统叠装硅钢片为初级铁心的圆筒形永磁同步直线电机存在诸多不足,因其结构复杂不易加工制造,且磁场在初级铁心轭部与硅钢片叠压方向垂直,造成涡流损耗较大。因此本文提出以一种新型的软磁复合材料(SMCs)替代传统叠装硅钢片初级铁心的圆筒形永磁同步直线电机。首先建立了基于传统叠装硅钢片和软磁复合材料两种初级铁心材料的圆筒形永磁同步直线电机的二维有限元仿真模型,对两种结构电机仿真所得到的气隙磁场和空载反电势进行对比,并对电机带额定负载的运行性能进行了分析。仿真分析结果表明,两种电机的气隙磁场和空载反电势以及电机的带负载能力基本一致,以SMCs作为铁心的新型电机性能没有降低,因此用SMCs代替硅钢片制造该电机的初级铁心是可行的。 展开更多
关键词 圆筒形永磁同步直线电机 硅钢片 软磁复合材料 有限元
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