高性能各向异性粘结钕铁硼磁粉及其对电机设计的影响
郭小兵
(麦格昆磁(天津)有限公司，天津301700)
摘要：文章介绍了一种新型的高性能各向异性粘结钕铁硼磁粉，并采用仿真模拟方法对用该磁粉制各的磁体与铁氧体磁体在电机中的作用进行对比分析，结果表明使用该新型磁粉可以显著降低电机的体积、重量和成本，并可获到更高的效率。
关键词：各向异性粘结钕铁硼磁粉；仿真模拟；电机席用
0引言
粘结钕铁硼行业磁粉已广泛用于电子工业(如HDD和ODD的驱动电机)、家电(如空调和冰箱的风扇电机)和汽车部件(直流无刷电机)领域。随着时代的进步，消费者刑电机的要求在不断提高：体积更小，重量更轻，效率更高，价格合理，这都要求更高性能的粘结钕铁硼磁粉的出现。日前虽然HDDR磁粉已开发成功，但在国内尚未形成批量生产，价格也居高不下，因此开发并批量生产新型各向异性粘结钕铁硼磁粉就成为市场的迫切需求。
1新型各向异性粘结钕铁硼磁粉MQA
与传统的各向同性磁粉相比，这种MQA各向异性钕铁硼磁粉具有更高的磁能积(>285 kJ/m3)和更高的剩磁(>1．24T)。典型的磁粉性能参见表l和图l。
图1新型各向异性磁粉(MQA)的室温退磁曲线与传统各同同性磁粉(MQP)的对比
MQA磁粉的制备过程是：首先快淬成磁片，然后经过热变形成为致密磁体，最后破碎到合
适的颗粒尺寸。这种独特的加工过程可以得到纳米级的晶粒尺寸，从而获得很高的性能，同时最终的磁粉形状和尺寸也适于以后粘结磁体的生产。
采用这种各向异性磁粉，既可用于生产模压磁体，又叫用于生产注塑磁体，典型的磁体性能见表2所示。MQA是使用新型各向异性磁粉制各的磁体，而MQP是使用普通各向同性磁粉制备的磁体。
2 仿真模拟设计
应用图3所示的电机设计软件(SPEED)和电磁场有限元分析(FEA)，针对市场上一款典
型的汽车座椅电机，如图4所示，采用烧结铁氧体和各向异性粘结钕磁体进行了“电机仿真模拟设计”的试验。
利用电机设计软件，我们设计了采用不同磁性材料的电机，同时将设计得到的结果，包括一些电机的关键工艺参数，与传统的电机进行对比。电机尺寸的对比示于图5，性能的对比见图6。图7总结了这些关键参数的变化。
图5使用2极铁氧体的电机与使用4极各向异性粘结钕磁体的电机尺寸对比，新设计使得电机尺寸更小，重量更轻，同时由于使用的原材料减少，因而成本更低。
图6目前市场上采用2极铁氧体电机的性能(作为基准)与使用各向异性粘结钕磁体的电机(重新设训后)性能列比，二者的使用性能非常接近。
图7传统商业用汽车座位电机与使用各向异性粘结钕磁体进行设计的座位电机尺寸对比。从图7我们可以看出，在保持电机的性能一致的情况下，采用各向异性粘结钕磁体町以显著降低电机的尺寸、重量，由于节省了铜和铁，使得采用不同磁性材料的的电机的总成本基本一致，甚至采用钕材料的电机会更便宜一些。由于得向异性粘结钕磁体具有3-5倍于烧结铁氧体磁性能，在体积一致的情况下，就使得采用各向异性粘结钕磁体的电机可以获得更高的性能，特别是在对空间重量由要求的汽车领域，各向异性粘绱钕铁硼更适合环保舒适的要求。
3结语
(1)一种新型的各向异性磁粉MQA已开发成功，该磁粉具有很高的磁性能。
(2)采用仿真模拟方法，对使用MQA制备的磁体和传统铁氧体磁体进行了对比，结果表明使用MQA可以显著降低电机的体积、重量和成本。
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