磁路是指磁场在物体中的传递路线,比如在电机中磁场在定子和转子间的传递路线。磁路中的物质被磁化时,其中的分子会排列成一定的方向,从而形成类似于磁链的结构,就像水管中的水流一样。
在磁路中,由于物质的磁性不是完美的,故而永远不可能100%地传递磁能量。
磁路饱和现象是指在一定条件下,磁通量已经达到最大值,此时即使再加入更大的励磁力,磁通量也不会再增加,同时磁导率会降低,磁路产生的磁阻值也会增加。
在磁路中,当磁通量B逐渐增大时,磁导率u也逐渐减小。当达到一定磁通量B值后,磁导率u的减小速度加快,磁导率与B值的对应值也开始呈现出非线性区域,直至磁路饱和。
导致磁路饱和的因素有很多,比如:
不同材料的磁导率不同,而磁导率低的材料就容易引起磁路饱和。一些材料本身所含的磁性元素比较少,如铜、铝,在一定条件下,会出现饱和现象,反而成为磁路的制约元素。
在磁路的设计和结构上,存在一些因素会影响磁路的饱和:
a.对于同样的励磁,磁路的马氏磁通密度不同会导致磁路的饱和状态发生变化。
b.由于磁路中各部位的磁阻有所不同,磁通将在不同的部位聚集和分散。磁路的设计中,应注意磁阻尽量均匀。
励磁因素也是导致磁路饱和的因素之一。励磁过大,会引起磁路饱和,而励磁过小则会导致电机的效率不高。
在电机等设备设计时,应针对上述因素采取对应的措施:
a.选用高磁导率的材料,或者采用铁矿、钠磁铁矿等高磁导率材料。
b.磁路结构合理,磁阻均匀分布。
c.对于励磁过大的电机,应采取对应的降低励磁力的措施,以降低磁通的大小。
d.对于电机工作时处于饱和的情况,应及时调整工作环境或者调整装置的设计构造,如使磁路中磁场和磁通密度分布均匀,从而避免进一步的变形。