按照磁滞回线形状的不同，铁磁材料可分为软磁材料和硬磁(永磁)材料两大类，现分述如下。

    软磁材料 磁滞回线窄、剩磁 和矫顽力Hc都小的材料，称为软磁材料，如图1—lla所示。常用的软磁材料有铸铁、铸钢和硅钢片等。软磁材料的磁导率较高．故用以制造电机和变压器的铁心。

    硬磁(永磁)材料 磁滞回线宽、 和Hc都大的铁磁材料称为硬磁材料，如图1—l1b所示。由于剩磁 大，可用以制成{yj}磁铁，因而硬磁材料亦称为永磁材料。通常，永磁材料的磁性能用剩磁 、矫顽力Hc和{zd0}磁能积(BH)max，。三项指标来表征。一般来说，三项指标愈大，就表示材料的磁性能愈好；此外还需考虑其工作温度、稳定性和价格等因素。

    永磁材料的种类较多，摘要分述如下。

    (1)铸造型铝镍钻 这种材料是用浇铸法制成，其优点是磁性能较高，稳定性较好，价格较便宜；缺点是材料硬而脆，除磨和电加工外，无法进行其他机械加工。

(2)粉末型铝镍钴 由粉末冶金(烧结)或粉末压制(粘结)制成，其优点是可直接制成所需形状，尺寸较xx、表面很光洁，可大批量生产；缺点是磁性能较前者低，且价格较贵。

    (3)铁氧体 用粉末冶金或粉末压制而成，其优点是Hc很高，抗去磁能力强，价格便宜，比重较小．不需要进行工作稳定性处理；缺点是 不大，温度对磁性能影响较大，不适用于温度变化大而要求温度稳定性高的场合。

    (4)稀土钴 这种材料的综合磁性能好，有很强的抗去磁能力，磁性的温度稳定性较好，其允许工作温度可高达200～250~C；缺点是除磨加工外，不能进行其他机械加工，另外材料的价格贵，制造成本亦高。

    (5)钕铁硼 这是80年代后期研制成的一种永磁材料，其磁性能优于稀土钴，且价格较低廉，不足之处是允许工作温度较低，约为100℃，使其应用范围受到一定限制。

    将四类永磁材料各举—种，其磁性能列于表1—l。

    四、铁心损耗

    磁滞损耗 铁磁材料置于交变磁场中时，材料被反复交变磁化．与此同时，磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种损耗称为磁滞损耗。

    分析表明，磁带损耗P_Fe与磁场交变的频率f、铁心的体积V和磁滞回线的面积 成正比，即

                                                             (1-8)

实验证明，磁滞回线的面积与Bm的n次方成正比，故磁滞损耗亦可改写成

                                                          (1—9)

式中，C_h为磁滞损耗系数，其大小取决于材料性质；对一般电工钢片，n＝1．6～2．3。 由于硅钢片磁滞回线的面积较小，故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。

    涡流损耗 因为铁心是导电的．故当通过铁心的磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，铁心中将产生感应电动势，并引起环流。这些环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动．称为涡流，如图1—12所示。涡流在铁心中引起的损耗，称为涡流损耗。

  分析表明，频率越高，磁通密度越大，感应电动势愈大，涡流损耗亦越大；铁心的电阻率越大，涡流所流过的路径越长，涡流损耗就越小。对于由硅钢片叠成的铁心，经推导可知，涡流损耗p_e为

                                            (1—10)

式中，C。为涡流损耗系数，其大小取决于材料的电阻率；Δ为钢片厚度。为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用含硅量较高的薄硅钢片(o．35一o．5mm)叠成。

    铁心损耗 铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和，称为铁心损耗，用p_Fe表示，即

                     (1—11)

对于一般的电工钢片，在正常的工作磁通密度范围内(1T<Bm<1．8T)，式(1--11)可近似地写成       (1—12)                                             

式中，C_Fe为铁心的损耗系数；G为铁心重量。式(1—12)表明，铁心损耗与频率的1.3次方、磁通密度的平方和铁心重量成正比。

1．3磁路的计算

    前面阐明了磁路的基本定律和铁磁材料的特性，本节将进一步说明磁路的计算方法。

一、直流磁路的计算

  磁路计算时，通常是先给定磁通量，然后计算所需要的励磁磁动势。对于少数给定励磁磁动势求磁通量的逆问题，由于磁路的非线性。需要进行试探和多次迭代，才能得到解答。    简单串联磁路 简单串联磁路就是不计漏磁影响，仅有一个磁回路的无分支磁路，如图1--13所示。此时通过整个磁路的磁通为同一。但由于各段磁路的截面积不同，故各段的磁通密度不一定相同。这种磁路虽然比较简单，但却是磁路计算的基础。下面举例加以说明．

    [例1—2] 若在例l—l的磁路中，开一个长度δ＝5X10^-4m的气隙，问铁心中激励1T的磁通密度时，所需的励磁磁动势为多少?已知铁心截面积A_Fe＝3X 3X10^-4m²，μ_Fe＝5000μ₀。考虑到气隙磁场的边缘效应，在计算气隙的有效面积时，通常在长、宽方向务增加δ值。

  解 用磁路的基尔霍夫第二定律来求解。

由此可见，气隙虽然很短，仅5X10^-4m，但其磁位降却占整个磁路的89%。

   简单并联磁路 简单并联磁路是指考虑漏磁影响，或磁回路有两个以上分支的磁路。电机和变压器的磁路大多属于这一类。下面举例说明其算法。

    [例1—3] 图1—14所示并联磁路，铁心所用材料为DR530硅钢片，铁心柱和铁轭的截面积均为A＝2X2Xi0^-4m²：，磁路段的平均长度l=5X10^-2m，气隙长度δ₁=δ₂=2．5X10^-3m，励磁线圈匝数N₁＝N₂＝1000匝。不计漏磁通，试求在气隙内产生B_δ=1．211T的磁通密度时，所需的励磁电流i。

    解 为便于理解，先画出图l—14b所示模拟电路图。由于两条并联磁路是对称的，故只需计算其中一个磁回路即可。

    根据磁路基尔霍夫{dy}定律，得

根据磁路基尔霍夫第二定律，

由图1—14a可知、中间铁心段的磁路长度 ；左、右两边铁心段的磁路长度均为 。

    (1)气隙磁位降

    (2)中间铁心段的磁位降 磁通密度B₃为

从图1-10中DR530的磁化曲线查得，与B₃对应的H₃＝19．5X10²A／m，于是中间铁心段的磁位降H₃l₃为

    （3）左、右两边铁心的磁位降 磁通密度B₁、B₂为

由DR530的磁化曲线查得，H₁=H₂=215A／m，由此可得左、右两边铁心段的磁位降为

    (4)总磁动势和励磁电流