高密度键高磁导率材料直流组件

发布的弗兰Hanejko- 2022年3月16日

在金属部件制造业中,软磁铁性能受到后压加工和您的零件的影响密度。这是工程师和开发人员在要求铁磁组件时似乎忘记的第二个事实。

铁质软磁的独特性能可以构建更强,更具磁性的交流或直流电磁设计这里有一些图表和其他有用的信息渗透率和饱和度为了帮助您在下一个项目中利用密度:

磁性材料的高磁导率和饱和因素

磁性能是一个函数:

  • 合金材料
  • 烧结温度
  • 烧结后碳氮含量
  • 终部密度

密度对饱和感应和饱和度有惊人的影响high-magnetic-permeability材料。

加热模压实常用于提高密度。高压,高度可压缩的粉末,反过来,提高磁性。

今天我们将分析两种先进的粉末冶金材料组:

烧结工程师指南下载

密度对烧结铁磷组份软磁性能的影响

这里有一些让人大开眼界的东西密度数据烧结软磁材料。记住,随着密度的增加,磁导率和磁感应也会增加。

不同密度下直流元件高磁导率材料- bh曲线的密度键

以上为BH曲线表示相同的烧结软磁材料,制造成四种不同的密度。最后一条——黄线——是高温烧结的。随着密度的增加,捕获磁通量泄漏的能力也会增加。

该表中没有列出的一个属性是最大磁饱和度(Bsat)。这被定义为当所有磁畴都在同一方向时,可以传递给材料的最大磁场。

对于常规锻钢,这个Bsat值假设为21,500 G或2.15 t。然而,在PM软磁材料中,你也有增加了零件密度变量。粉末金属材料的磁饱和度取决于组分的密度,表示为:

  • Bsat =(零件密度/ 7.85)* 2.15 T

饱和磁通密度(Bsat)值主要测量最大的磁通量,可以储存在你的铁


软磁复合材料零件的密度和成本

虽然上图显示的是烧结材料,但也可以观察到类似的趋势不smc。

渗透率仍然依赖于密度,但也是一个如何处理零件的函数。在没有烧结的情况下(它使SMC部件太脆),先进的粉末冶金制造商使用其他热处理来SMC等级自定义密度。我们将只关注下面BH曲线中的一种物质等级,但再次以三种密度显示它。看到渗透率响应随密度的变化了吗?

烫发vs Sart感应更新

更高的密度将提供更高的性能水平。这个图形显示了你的组件如何快速地储存能量与应用电流。

当你接近这些不同密度的smc时,你需要小心你的设计和工装

如前所述,SMC材料并不以其巨大的渗透性而闻名,尽管与之竞争的电气钢层压也不是一旦你把它们堆起来。smc以拥有高电阻率

这张图上的渗透率曲线只是一个估计值。其他处理细节可以更改此属性。然而,饱和感应通常会坚持你所看到的上面。

当你在图表密度方面继续前进时,你可能会遇到更高的成本。这在一定程度上适用于烧结件和SMC件。

那么,这对磁性元件工程意味着什么?

用更简单的话来说?最大磁感应和零件密度之间有线性关系。

较小的密度数值可能会告诉设计师:“等等……我必须增加这部分的壁厚。”但如果你有更高的密度,设计师可能会意识到,“好吧,这种材料更适合我的设计。”

注意,你的材料有相同的Bsat水平,无论是烧结或烧结软磁复合材料。最大磁感应只取决于铁的密度。需要多少电流才能到达那里将根据过程而有所不同。

SSMs在高磁导率材料中的应用

需要更多的磁汁吗?有各种各样的设计机会直流电机和类似的项目:

用于高饱和部件的smc

在交流电机设计中,SMCs的绝缘涂层支持高磁通密度,从而增强磁性能和转矩。在交流应用中常见的铁氧体不能提供几乎一样多的饱和。冲压层压钢更有竞争力,但也有权衡(见:核心损失)。

压缩到高密度的软磁复合材料适用于:

  • 永磁定子
  • 高频磁性元件
  • 轴向磁通电动机
  • 横向磁通电动机
  • 煎饼汽车
  • 轮毂电机
  • 微移动(电动滑板车、电动自行车、电动摩托车)

你还能如何利用软磁材料?

密度对产品的磁性性能非常重要。由铁基烧结或非烧结材料制成的粉末金属部件有助于实现理想的磁性能。

并不是所有的公司和工程师都完全理解软磁的能力,所以你的脑袋可能会被这些数字和方程弄得晕头转向。如果您需要了解专业材料加工如何改善您的电气设计,请参阅我们的资源中心:

电气化和软磁资源页-点击这里

(编者注:本文最初发布于2018年6月,最近进行了更新。)

主题:磁学材料属性电气化软磁复合材料磁导率烧结软磁饱和


最近的帖子

汽车电气化:创造历史

阅读更多>>>

SMCs如何解锁轴向磁通电机的隐藏资产

阅读更多>>>

电机设计:径向、轴向和横向磁通

阅读更多>>>