铁磁性材料的磁化特性：（characteristic of ferromagnetic material）
1.铁磁性物质的磁化
铁磁材料：铁、镍、钴、硅及其合金
改锥头磁化曲线：
特性：①具有高的导磁性能；②磁化曲线呈非线性（饱和特性）
2.磁滞回线
①磁滞现象：B的变化总是滞后H的变化；时的值，称为剩磁；
②基本磁化曲线：；
③铁磁材料 软磁材料：ome 103高，小，磁滞回线窄而长，如：
硬磁材料：μ不高，Br大，磁滞回线宽而胖、高矫顽力和高剩磁，如：铁钴钒（FeCoV）、铁钴钼（FeCoMo）、锰铋（MnBi）及稀土永磁材料铁氧体、钕铁硼、钐钴(SmCo)、钕镍钴（NdNiCO），制造永久磁铁；
3.磁滞损耗和涡流损耗
①磁滞损耗：磁畴之间产生摩擦而产生的，
②涡流损耗：涡流与铁心电阻相作用产生的损耗，
③铁损：涡流、磁滞损耗，
钕铁硼磁钢属于负温度系数永磁材料，主要是在高温下发生退磁现象，即随温度上升，矫顽力Hc值将下降。因此，我们采用正温稳磁处理法。正温稳磁就是把充好磁的产品放人温度比使用温度高30~50℃的烘箱中保持2～4小时。稳磁处理后，磁钢磁性能略有下降。 电机在峰值转矩为4倍额定转矩的过载情况下运行，电枢反应使磁场扭变，磁钢呈现不可逆去磁现象。
稀土永磁钕铁硼(NdFeB)是当代磁体中性能最强的永磁体，它不仅具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积、高性能价格比等特性，而且容易加工成各种尺寸，现已广泛应用于航空、航天、电子、电声、机电、仪器
稀土永磁电机
稀土永磁同步电机采用稀土永磁材料，具有效率高、功率密度大等特点，在中、小功率的系统中有优势。但是稀土永磁同步电机的成本高，而且目前使用最多的钕铁硼稀土永磁体的工作温度比较低，电机运行时的温升不能太高。稀土永磁同步电机分为正弦波稀土永磁同步电机（通常称为稀土永磁同步电机）和方波型稀土永磁同步电机（通常称为稀土永磁无刷直流电机）。
正弦波稀土永磁同步电机的特点是，永磁体在气隙中产生的磁场空间上按照正弦分布，定子三相绕组为正弦分布绕组，电机的反电动势及电机定子电流均为正弦波；而稀土永磁无刷直流电机为梯形波。
永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特
性而没有换向器和电刷组成的机械接触结构。另外，它采用永磁体转子，没有励磁损耗；发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。此外，它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机与其它电动机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。 永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制，使得永磁无刷直流电动机的功率范围较小。
永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机，在使用中必须严格控制，使其不发生过载。
汽结构
永磁无刷直流电动机在恒功率模式下，操纵复杂，需要一套复杂的控制系统，从而使得永磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高。
磁体常应用在电表、扬声器、耳机、拾音器、永磁发电机等设备中。 电磁体由线圈和软磁材料制成的铁芯组成。线圈通过电流，铁芯被磁化产生 ... 去磁又叫“退磁”。加热和捶打磁体能使磁性减弱或去掉。我们要保持永磁体的磁性，就不要对永磁体加热或敲击。
永磁体的娇嫩也是影响永磁搅拌装置发展的重要原因。永磁搅拌装置用的永磁体一般采用钕铁硼等永磁材料，这些永磁材料的优点是体积小，磁能积数高。
缺点是对温度敏感，热稳定性差，环境温度一旦超过规定值就会退磁，而这个规定值目前只能做到80℃～180℃全息3d智能炫屏（不同品种的永磁体的规定值不同），提高永磁体的工作温度是永磁材料科研工作者的难点之一，在短期内难以有突破性进展。居里点温度是衡量磁性材料的重要指标，是指磁性材料永久失去磁性的温度，一旦环境温度超过居里点温度，即使时间很短，永磁材料也会退磁。好一些的永磁材料的居里点可能高些，但随着居里点温度的提高永磁体的价格增加很快，如工作温度为180℃的永磁体的价格为工作温度为80℃的3倍以上。由于这些永磁材料在温度不太高的环境里就会失去磁性，因此它不适宜在炉底这样的高温度环境工作，即便是在温度较低的环境里使用，随着时间的推移，这些永磁体的磁场强度也会降低，从而使搅拌力下降。永磁体的价格占永磁搅拌装置价格的70％～80％，
一旦永磁体失去磁性，损失是很大的。正是由于永磁体不良的温度特性，限制了永磁材料的使用范围。目前使用的几台永磁搅拌装置的冷却风机得不停的给永磁体降温，只要铝熔炉温度没有降低，即使停止搅拌，风机也不能停，就是这个原因。如果炉底的环境温度升高，那造成的后果可能是灾难性的。
铁磁性物质的最明显的特点是易于磁化，它的磁化率比强顺磁物质要高几个数量级，并随磁场强度而变。磁化强度有饱和现象，即在一定温度下达到某强度时有不再随磁场的增强而增的趋势。
铁磁材料在不很强的磁场范围的磁性观测一般不用法拉第、居里等方法而用感应法。现代化的振动样品磁强计等在原理上也属于感应法。
平面音响温度对铁磁性的影响很大。铁的强磁性随温度上升而减弱，至一转变温度时强磁性消失。这转变温度被称为居里温度或居里点。纯铁的居里点为1043K。
步进电机和交流伺服电机性能比较 步进电机和交流伺服电机性能比较 步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个 脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。
三、矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。
四、过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。
五、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
六、速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经
常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
1.什么是步进电机?
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
2.步进电机分哪几种?
步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）
永磁式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；
反应式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。在欧美等发达国家80年代已被淘汰；混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。
3.什么是保持转矩（HOLDING TORQUE）?
保持转矩（HOLDING TORQUE）是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。
4.什么是DETENT TORQUE?
DETENT TORQUE 是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。
DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。
5.步进电机精度为多少？是否累积?
一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。
6.步进电机的外表温度允许达到多少?
步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性材料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-9
0度完全正常。
7.为什么步进电机的力矩会随转速的升高而下降?
当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势；频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的增大而相电流减小，从而导致力矩下降。
8.为什么步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无法启动,并伴有啸叫声?
步进电机有一个技术参数：空载启动频率，即步进电机在空载情况下能够正常启动的脉冲频率，如果脉冲频率高于该值，电机不能正常启动，可能发生丢步或堵转。在有负载的情况下，启动频率应更低。如果要使电机达到高速转动，脉冲频率应该有加速过程，即启动频率较低，然后按一定加速度升到所希望的高频（电机转速从低速升到高速）。
9.如何克服两相混合式步进电机在低速运转时的振动和噪声?
步进电机低速转动时振动和噪声大是其固有的缺点，一般可采用以下方案来克服：
A.如步进电机正好工作在共振区，可通过改变减速比等机械传动避开共振区；
B.采用带有细分功能的驱动器，这是最常用的、最简便的方法；
C.换成步距角更小的步进电机，如三相或五相步进电机；
D.换成交流伺服电机，几乎可以完全克服震动和噪声，但成本较高；
E.在电机轴上加磁性阻尼器，市场上已有这种产品，但机械结构改变较大。
10.细分驱动器的细分数是否能代表精度?
步进电机的细分技术实质上是一种电子阻尼技术（请参考有关文献），其主要目的是减弱或消除步进电机的低频振动，提高电机的运转精度只是细分技术的一个附带功能。比如对于步进角为1.8° 的两相混合式步进电机，如果细分驱动器的细分数设置为4，那么电机的运转分辨率为每个脉冲0.45°，电机的精度能否达到或接近0.45°，还取决于细分驱动器的细分电流控制精度等其它因素。不同厂家的细分驱动器精度可能差别很大；细分数越大精度越难控制。
11.四相混合式步进电机与驱动器的串联接法和并联接法有什么区别?
四相混合式步进电机一般由两相驱动器来驱动，因此，连接时可以采用串联接法或并联接法将四相电机接成两相使用。串联接法一般在电机转速较的场合使用，此时需要的驱动器输出电流为电机相电流的0.7倍，因而电机发热小；并联接法一般在电机转速较高的场合使用（又称高速接法），所需要的驱动器输出电流为电机相电流的1.4倍，因而电机发热较大。
12.如何确定步进电机驱动器的直流供电电源?
A.电压的确定：混合式步进电机驱动器的供电电源电压一般是一个较宽的范围（比如IM483的供电电压为12～48VDC），电源电压通常根据电机的工作转速和响应要求来选择。如果电机工作转速较高或响应要求较快，那么电压取值也高，但注意电源电压的纹波不能超过驱动器的最大输入电压，否则可能损坏驱动器。
B.电流的确定：供电电源电流一般根据驱动器的输出相电流I来确定。如果采用线性电源，电源电流一般可取I 的1.1～1.3倍；如果采用开关电源，电源电流一般可取I 的1.5～2.0倍。
13.混合式步进电机驱动器的脱机信号FREE一般在什么情况下使用?
当脱机信号FREE为低电平时，驱动器输出到电机的电流被切断，电机转子处于自由状态（脱机状态）。在有些自动化设备中，如果在驱动器不断电的情况下要求直接转动电机轴（手动方式），就可以将FREE信号置低，使电机脱机，进行手动操作或调节。手动完成后，再将FREE信号置高，以继续自动控制。
14.如果用简单的方法调整两相步进电机通电后的转动方向?
只需将电机与驱动器接线的A+和A-（或者B+和B-）对调即可。
新一代TNM系列稀土永磁三相同步电动机与其它永磁电动机相比
玻璃镀膜技术
1、由于永磁电动机的工作原理所决定，在起动过程中电机不同程度的存在振动，也就是说起动特性硬，其它的永磁电动机为了减小振动，采用定子斜槽和其它方式，但同时又牺牲了其它指标，新一代TNM稀土永磁电动机，在结构上优化设计了此种现象，达到了平稳起动的效果。
2、新一代TNM稀土永磁电机采用了F级绝缘，防护等级提高到IP54，磁通量大，温升达150°时仍可正常工作。
3、起动力矩大，能更好的解决“大马拉小车”现象，转矩倍数可达到3.8倍。
4、其它永磁电动机的转子结构是在普通异步电动机基础上改造而成的(如图），由于异步电动机转子设计时，已经充分考虑了它的电气、机械性能以及机械强度，而改造的其它永磁电动机为了把磁钢镶嵌进去，在转子上对称的冲孔，这样带来了两个问题：一是改变了原有转子结构的机械强度，一般的异步电动机根据容量不同，定、转子间的气隙为0.3~0.8mm，那么，在高速长时间运转条件下转子外径产生变形，导致定、转子间气隙变小以使扫膛产生热量，温升过高，首先是磁钢退磁，运转电流增大，甚至烧坏定子线圈；二是又要兼顾不要改变大的机械性能，所以在有限条件制约下磁通量不够，而新一代TNM
永磁电动机改变了其它永磁电动机转子为硅钢片叠加而成的结构，转子采用特殊材料锻铸加工而成为实芯结构，它既是磁路的铁蕊部分又兼作电路的绕组，二者合为一体这是实蕊转子与普通异步电动机和其它永磁电动机的根本区别之处，在实行运行时由于集肤效应转子电流和磁通主要集中在转子表面较薄的渗透层内，其电流（涡流）及磁场的分布情况与普通转子结构迥然不同，因而形成了实蕊转子电动机特有的性能，使其性能更加稳定。
5、起动电流降低，对电网冲击小，以往的永磁电动机，起动电流倍数一般在7~9倍额定电流，而新一代TNM永磁电动机的起动电流倍数一般在4~6倍额定电流。
本产品经权威部门技术鉴定和检索，确定该技术为“国内首创，达到国际先进水平”，经中国石油天然气集团公司油田节能监测中心现场测试，与原异步电动机相比，平均运行电流下降50%以上，自然平均功率因数由0.5左右提高到0.95以上，无功节电率达85%以上，有功节电率达15%以上，节电效果十分明显。
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