电机磁体性能测试

 磁测相关知识     |      2026-01-22 14:14:34

       电机磁体(永磁磁环、磁瓦等)是永磁电机的核心励磁部件,其性能直接决定电机的转矩密度、效率、运行稳定性和可靠性。电机磁体性能测试需覆盖磁特性、耐环境性能、一致性三大核心维度,适配新能源汽车驱动电机、伺服电机、风电发电机等不同应用场景的技术要求。

一、 核心磁特性测试

       这类测试聚焦磁体的基础电磁性能,是判断磁体是否符合设计要求的关键。

1、剩磁(Br)测试

       采用闭环式霍尔磁强计或磁通门磁强计,搭配高精度定位工装,保证探头与磁体表面垂直贴合、间隙≤0.05mm。

       对磁瓦选取弧面中心、两端 1/4 处等关键点位,每个点位重复测量 5-10 次取平均值;对磁环采用圆周多点扫描法,覆盖内圆、外圆和端面。

       测试环境需恒温 23±0.5℃、远离强磁场干扰,确保测量误差≤±0.5%。剩磁值需不低于对应材质牌号的标称值,如 N45 钕铁硼磁体标称Br≥1.31T。

2、矫顽力(Hc、Hcj)测试

       利用MATS-2010H永磁测量装置,通过施加反向磁场测量磁体的内禀矫顽力(Hcj)和磁感矫顽力(Hc)。

       内禀矫顽力反映磁体的抗退磁能力,是电机高温工况可靠性的核心指标 —— 新能源汽车驱动电机磁体要求Hcj≥1200kA/m,避免堵转、高温时发生不可逆退磁。

       测试时需精准控制反向磁场的加载速率,防止磁场突变导致的测量误差。

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3、最大磁能积((BH)max)测试

       通过测绘磁体的退磁曲线,计算曲线上B×H的最大值,该指标直接体现磁体的能量存储能力。

       高磁能积磁体可减小电机体积、提升功率密度,伺服电机常用磁体的(BH)max需≥300kJ/m³,新能源汽车驱动电机磁体则要求≥350kJ/m³。

二、 耐环境性能测试

       模拟电机实际工作中的温湿度、振动等工况,验证磁体的长期可靠性。

1、高低温剩磁保持率测试

       将磁体放入高低温箱,模拟极端工作温度:高温侧选取 150℃(新能源汽车电机工况)、低温侧选取 - 40℃(风电电机户外工况),保温 1000 小时后取出,冷却至室温复测剩磁。

       计算保持率 =(试验后剩磁 / 初始剩磁)×100%,合格标准为高温保持率≥95%、低温保持率≥98%,确保磁体在极端温度下无明显退磁。

2、湿热老化测试

       置于温度 85℃、湿度 85% 的湿热箱中,持续老化 500 小时,测试后检查磁体表面是否出现锈蚀、粉化,同时复测剩磁和矫顽力。

       适用于户外风电电机、涉水工程机械电机的磁体检测,要求性能衰减≤3%,表面无明显腐蚀。

3、振动冲击测试

       按照电机振动工况标准,对磁体施加 10-2000Hz 的扫频振动,或 1000g 的冲击载荷,测试后检查磁体是否开裂、掉块,复测磁特性是否发生突变。

       该测试针对新能源汽车电机(路面颠簸)、伺服电机(设备启停冲击)等场景,确保磁体在机械应力下结构和性能稳定。

三、 一致性与均匀性测试

       针对批量生产的磁体,保障电机装配后的气隙磁场均匀性,降低电机转矩波动。

1、表面磁场均匀性测试

       采用自动化扫描平台,对磁体有效工作面进行高密度网格化扫描(如 2mm×2mm 间距),记录所有点位的剩磁值。

       计算均匀性偏差率 =(最大值 - 最小值)/ 平均值 ×100%,伺服电机磁瓦要求偏差率≤3%,新能源汽车驱动电机磁环要求≤5%。

       通过热力图直观呈现磁体表面磁场分布,识别局部低剩磁区域。

2、批量一致性测试

       对同一批次磁体随机抽取≥30 件样品,测试剩磁、矫顽力等核心指标,计算批次内的标准差和变异系数。

       合格标准为变异系数≤2%,避免因磁体性能离散度过大,导致电机批次间性能差异。

四、 测试注意事项

1、样品预处理:

       测试前需清洁磁体表面油污、铁屑,充磁后的磁体需静置 24-48 小时,待磁场稳定后再测试。

2、设备校准:

       每批次测试前后,需用国家级标准磁块对检测设备进行校准,消除系统误差。

3、数据记录:

       完整记录测试环境(温湿度、磁场强度)、设备参数、样品编号,确保测试结果可追溯。