稀土永磁馬達:讀懂磁體牌號
快速解答
稀土永磁馬達不是單一產品,而是圍繞磁體牌號所構成的一組規格;牌號比產品名稱更能定義它。真正相關的只有兩族:釹鐵硼,磁力最強;釤鈷,最耐高溫。在釹鐵硼裡,後綴才是真正的決策點,它用鏑或鋱買到矯頑力,代價則是一點剩磁。兩個同樣標著 42 的馬達,工作溫度可以相差 120 度;在高溫那一端,這個差別代表約 13%的磁通損失、15%額外電流與 33%額外銅損(同一轉矩下),還不算繞組電阻本身的上升。
真正進入磁體的稀土元素只有四種
稀土家族共有十七個元素:十五個鑭系元素,加上鈧與釔。其中幾乎沒有幾個會進到馬達裡。商用永磁體以釹與鐠作為主要稀土成分,以釤構成鈷系磁體,另外摻入少量鏑與鋱來提高矯頑力。這一族裡其餘的元素,要麼是分離製程的副產品,要麼屬於完全不同的產業。
這在採購上很重要,因為「稀土馬達」被當成單一材料在使用。它至少涵蓋兩族物理特性不同的材料,而每一族裡又有十來個熱限值各異的牌號。只寫「稀土磁體」而不寫別的,等於什麼都沒指定。
| 元素 | 在磁體中的角色 | 實務說明 |
|---|---|---|
| 釹(Nd) | 釹鐵硼的主要稀土 | 決定剩磁;通常以含鐠的鐠釹混合物供應 |
| 鐠(Pr) | 取代部分釹 | 略為提高矯頑力與耐蝕性 |
| 鏑(Dy) | 提高高溫下的本質矯頑力 | 用量謹慎;每加一點就降一點剩磁 |
| 鋱(Tb) | 與鏑同角色,單位質量效果更強 | 現代製程將其集中在晶界 |
| 釤(Sm) | 釤鈷的主要稀土 | 買到的是耐溫能力,而非峰值磁力 |
4f 殼層為什麼關鍵
4f 電子殼層埋得夠深,其磁矩大致不受晶體場遮蔽影響,因而產生極大的磁晶異向性。材料因此抗拒沿著偏好軸以外的任何方向被磁化,也抗拒被反向磁場推出那個狀態。這份抗拒就是矯頑力,正是它讓一片薄磁體能在狹小氣隙裡撐住大量磁通。
鐵氧體做的是同一件事,磁通密度大約只有三分之一。燒結鐵氧體的剩磁約 0.38 到 0.44 特斯拉,燒結釹鐵硼約 1.1 到 1.45 特斯拉。在氣隙與定子固定的前提下,這個比值決定了馬達是需要一座大機座,還是可以握在手裡。更深入的比較,包含感應馬達仍然佔優的場合,見永磁馬達與感應馬達。
釹鐵硼與釤鈷:用強度換耐溫
這兩族不是同一樣東西的好版與壞版,而是對同一個問題的兩種回答。決定選擇的是磁體必須承受的溫度,轉矩需求幾乎不參與其中。
| 性質 | 燒結釹鐵硼 | 燒結釤鈷(2:17) |
|---|---|---|
| 剩磁 Br | 1.1 到 1.45 T | 0.85 到 1.15 T |
| 最大磁能積 | 200 到 420 kJ/m3 | 130 到 260 kJ/m3 |
| Br 溫度係數 | 約 -0.11 到 -0.13 %/K | 約 -0.03 到 -0.04 %/K |
| 居里溫度 | 約 310 到 340 °C | 高於 700 °C |
| 耐蝕行為 | 差;必須鍍層 | 佳;通常不必鍍層 |
| 機械強度 | 脆,對裂紋敏感 | 亦脆,但抗拉較佳 |
| 相對材料成本 | 較低 | 較高 |
| 典型用途 | 牽引、伺服、泵、家電 | 航太、高環境溫度、真空、安全關鍵 |
什麼時候該選釤鈷
120 K 的溫升就足以定案。釹鐵硼在這個區間約損失 13%剩磁,釤鈷不到 4%。再加上居里溫度比工作範圍高出兩倍以上、不必指定耐蝕鍍層、轉子經得起長時間熱浸而不必重算,較高的材料成本就不再是決定性的數字。
實務上,迫使做出決定的往往是環境,而不是設計者的偏好。高溫製程管線上的泵、置於無對流真空腔體內的致動器、火警後仍須運轉的馬達、井下工具:這些場合不論轉矩需求怎麼寫,都會把選擇推向 SmCo。其餘情況的答案都是 NdFeB,真正的工作就轉到牌號選擇上。

一個牌號承載兩項資訊
標準命名把磁能積與耐溫等級塞進一小串字裡。以 N42SH 為例,42 是以百萬高斯奧斯特表示的最大磁能積,約 334 kJ 每立方公尺;字母 SH 是耐溫等級,連帶規定了本質矯頑力的下限與最高工作溫度。
| 後綴 | 典型最高工作溫度 | 最小本質矯頑力 | 矯頑力 SI 值 |
|---|---|---|---|
| N(無) | 80 °C | 12 kOe | 955 kA/m |
| M | 100 °C | 14 kOe | 1 114 kA/m |
| H | 120 °C | 17 kOe | 1 353 kA/m |
| SH | 150 °C | 20 kOe | 1 592 kA/m |
| UH | 180 °C | 25 kOe | 1 989 kA/m |
| EH | 200 °C | 30 kOe | 2 387 kA/m |
| AH | 230 °C | 35 kOe | 2 785 kA/m |
後綴不是強度等級
這一行最昂貴的誤解,是以為後綴愈高就是愈好的磁體。它代表的是更耐熱,而且代價是雙向的。鏑與鋱提高矯頑力,卻與鐵次晶格反鐵磁耦合,把剩磁往下拉,因此 35UH 的 Br 比單純的 N35 略低,即使兩者名義上都是 35 級。
成本也同樣實在:鏑與鋱是四種在用元素中蘊藏量最少的兩種。只因應用場合「感覺很重要」就選 UH,而其實較小的溫升或較好的冷卻路徑就能把磁體維持在 110 °C,等於付了兩次錢,一次付在重稀土,一次付在讓出去的磁通上。各材料類別所引用之最小值標準化於 IEC 60404-8-1,牌號宣稱應以該文件查核 [1]。
在成本敏感的牌號裡,同樣的替代邏輯朝反方向運作:部分釹由遠較充裕的鑭或鈰取代。剩磁下降,牌號數字跟著下降,但價格降得更多。比較同一名義工況的兩份報價時,買方該問的是供應商往哪個方向移動,因為答案不會寫在轉子上。
最高工作溫度不是材料常數
表中的數字以典型磁路為前提。抗退磁能力取決於磁體所處磁路的磁導,而不只取決於材料,因此同一牌號在厚而閉合良好的磁路裡能耐更多熱,在薄而開放的磁路裡則少一些。供應商只報 UH 可達 180 °C 卻不說明磁導係數,報的是經驗法則,不是保證。
這就是為什麼退磁分析必須在實際轉子幾何、實際最壞溫度下進行,如下文所述。兩具使用完全相同磁體的轉子,安全運轉上限可能不同,因為其中一具漏磁路徑較大,或磁體較薄。
高溫磁體的算術
溫度在永磁馬達裡進入兩次。磁體失去磁通,銅獲得電阻。兩者朝同一方向移動,合起來的代價遠大於任一單獨效應。
對極對數為 p、每相峰值磁通鏈為 lambda 的三相電機,每安培轉矩為 1.5 乘以 p 乘以 lambda。四極馬達的 p 是 2,20 °C 下 0.159 韋伯的磁通鏈給出 0.477 牛頓米每安培的轉矩常數,因此 10 A 產生 4.77 牛頓米。下表把這台機器一路帶到 140 °C 以上。該轉矩式的推導見如何計算馬達轉矩。
| 磁體溫度 | 相對磁通 | 轉矩常數(N·m/A) | 4.77 N·m 所需電流 | 相對銅損 |
|---|---|---|---|---|
| 20 °C | 100.0 % | 0.477 | 10.00 A | 1.000 |
| 80 °C | 93.4 % | 0.446 | 10.71 A | 1.146 |
| 120 °C | 89.0 % | 0.425 | 11.24 A | 1.262 |
| 140 °C | 86.8 % | 0.414 | 11.52 A | 1.327 |
| 180 °C | 82.4 % | 0.393 | 12.14 A | 1.473 |
| 200 °C | 80.2 % | 0.383 | 12.47 A | 1.555 |
兩個會疊加的溫度效應
表格只算到磁體,但繞組的溫度大致相同,而銅電阻率每克耳文上升 0.393%,因此 140 °C 的繞組比 20 °C 時電阻約高 47%。兩者相乘,額外電流的 1.327 與電阻的 1.472,得到 1.95。同一轉矩在 140 °C 下的銅損,幾乎是冷機時的兩倍。
這個倍數說明了磁體溫度為什麼必須放進設計迴路。它也解釋了一種看似選型錯誤、其實不是的失效:馬達在冷態試驗台上表現正常,放進高溫箱體一小時後過熱,多半是按 20 °C 指定、卻在 130 運轉。迴路會自己閉合:多出來的銅損加熱繞組,繞組加熱轉子,轉子再加熱磁體。
務必說明轉矩常數是在哪個溫度下引用,因為一個沒有單位的裸數字(牛頓米每安培)無從查核。應用場合偏熱時,便宜的解法通常在散熱那一側:更多冷卻面積、較低損耗的定子,或較短的工作週期,往往能讓較便宜的牌號存活下來,而不必換上更高後綴。
最壞情況是短路,不是過載
可逆損失在磁體冷卻後會回來。不可逆損失不會,因為工作點已落到第二象限退磁曲線的膝點以下,部分材料已經翻轉。設計上要問的是:在磁體會遇到的最高溫度下,膝點在哪裡,以及需要多強的磁場才會抵達它。
工程師往往用想像一個過載來檢驗這件事。多數機器裡真正的主控情境是高溫下的端子短路。定子電流只受電機阻抗限制,它產生的磁場直接對抗磁體,而短路讓端子電壓消失,供電端也沒有反向磁通可以幫忙。超出變頻器能力的弱磁,則從另一個方向造成相同結果。
別以為繞組熱敏電阻會保護磁體。埋在繞組裡的 PTC 或 PT100 量的是繞組。磁體是另一個熱質量,有自己的時間常數,位在可能只靠輻射與薄氣隙冷卻的轉子裡。短路事件中,磁體可以在繞組感測器仍回報舒適數值時就越過膝點溫度,損害早在任何保護動作之前已經造成。
為什麼熱敏電阻保護不了磁體
站得住腳的分析要把兩者耦合起來:算出變頻器在最高冷卻溫度下對端子短路能送出的峰值電流,換算成磁體層內的退磁磁場,與最高磁體溫度下 B-H 曲線的膝點比較,並留下餘裕。能針對實際轉子幾何提出這份計算的供應商,比只報一個牌號就停下來的供應商更有價值。
磁體分段可降低高速下的渦電流發熱,讓磁體離極限更遠。轉子表面速度會透過諧波損耗推高磁體溫度,因此相同牌號的高速設計,在相同繞組溫度下餘裕比低速設計更小。
磁體如何改變轉子
牌號定下來之後,問題就變成磁體要放在哪裡,而這個選擇對電機的改變比牌號更大。兩種標準拓樸的行為差異,大到各自服務不同應用。
| 性質 | 表面貼式(SPM) | 內置式(IPM) |
|---|---|---|
| 磁體位置 | 轉子表面,以套筒或綁帶固定 | 埋入轉子疊片內的槽中 |
| 轉矩成分 | 僅磁體轉矩 | 磁體轉矩加上磁阻轉矩 |
| 凸極性 | 無,電感均勻 | 強,d 軸與 q 軸不同 |
| 弱磁 | 需持續的負 d 軸電流 | 磁阻轉矩有助益;定功率範圍較寬 |
| 退磁風險 | 較高,因弱磁電流反向對抗磁體 | 較低,因磁體藏在鐵後方 |
| 高速機械強度 | 受固定套筒限制 | 由鐵橋承受負荷 |
| 齒槽轉矩 | 低至中等 | 較高,除非最佳化極形 |
牌號與拓樸直接交互作用。採用 UH 磁體的內置式設計,可以守住四比一的定功率範圍而不冒退磁風險,因為磁體藏在鐵後方,磁阻轉矩分擔了一部分工作。表面貼式設計想做到相同範圍,就需要持續的弱磁電流把工作點往下推,結果不是換更高矯頑力的牌號,就是降低最高轉速。這兩個決定因此必須同時定案。
伺服應用的比較對象通常是其他永磁電機,而非感應馬達;相關取捨見BLDC 馬達與 PMSM 馬達。由這些選擇延伸出的產品線,則列在PMSM 馬達頁面。

查核效率宣稱
永磁馬達通常以效率作為賣點,而效率宣稱恰恰是資料手冊上最常被寫成無從查核的一項。下列四份文件各管不同的事,多數混亂來自把其中一份的等級,拿去對上另一份的試驗方法。
| 文件 | 涵蓋範圍 | 不涵蓋範圍 |
|---|---|---|
| IEC 60034-30-1:2025 | 電網直接供電的單速馬達,0.12 到 1 000 kW,2 到 8 極,含線啟動永磁電機 | 變頻器供電電機、多速電機、帶機械換向器的馬達 |
| IEC TS 60034-30-2:2016 | 30-1 未涵蓋之變速電機的效率等級 | 電網直接供電電機 |
| IEC 60034-2-1:2024 | 電網直接供電電機以試驗測定損耗與效率的方法 | 變頻器供電損耗 |
| IEC 60034-2-3:2024 | 變頻器供電電機在七個標準負載點的損耗與效率測定 | 電網直接供電電機 |
對常見宣稱的三點修正
效率等級與技術中立。IEC 60034-30-1 明言不區分電機技術,這正是感應馬達與永磁馬達得以互相比較的前提。設計良好的感應電機能達到 IE4,同步磁阻電機能達到 IE5。磁體本身並不授予等級 [2]。
等級之間的差距也比行銷話術暗示的小。以 7.5 kW 四極 50 Hz 電機為例,標準把 IE4 定在 92.1%、IE5 定在 93.0%,而這些百分比藏住了真正有用的數字:IE4 的損耗 643 W 對上 IE5 的 565 W,相差約 79 W,也就是損耗的 12%。確實存在、值得爭取,但遠小於一枚標籤給人的印象。
變頻器供電電機則完全落在該標準之外。變速電機的效率等級在 IEC TS 60034-30-2,而 IEC 60034-2-3 的試驗方法評估七個標準運轉點,而非單點 [3][5]。因此變頻器驅動的伺服馬達掛上 IE5 標章,依據的是另一份文件,買方該問清楚是哪一份。電網直接供電電機的量測鏈則在 IEC 60034-2-1 [4]。兩種供電情境的實務差異,見變頻馬達與一般馬達。
磁體真正拿掉的是轉子繞組損耗:感應轉子帶著感應電流,因此有實實在在的銅損,在小型電機裡這是損耗預算中最大的兩項之一。刪掉它,正是永磁電機不必加大機座就能登上最高等級的原因。效率等級的更廣泛比較,見馬達效率等級是什麼與IE2 與 IE3。
規格表上該寫什麼
一張只寫「稀土永磁馬達,5 kW」的採購單,等於給供應商近乎無限的空間。下列幾行能把空間關起來。
| 條目 | 為什麼重要 |
|---|---|
| 牌號與後綴,例如 42SH | 同時鎖定磁能積與耐溫等級 |
| 最小本質矯頑力(kA/m) | 後綴只給下限;寫進去才讓下限具有合約效力 |
| 最小剩磁或磁能積 | 防止以高矯頑力、低磁通的料件替代 |
| 最高磁體溫度與所假設的磁導係數 | 讓耐溫宣稱可查核,而不是修辭 |
| 鍍層種類與厚度 | 鎳銅鎳或環氧樹脂;釹鐵硼沒有它會腐蝕 |
| 短路與最高溫度下的退磁計算 | 唯一能證明牌號確實足夠、而非只是流行的證據 |
| 轉矩常數及其引用溫度 | 沒有溫度的 Kt 不算規格 |
| 效率宣稱的依據與標準編號 | 區分 60034-30-1 等級與 60034-30-2 等級 |
| 依 IEC 60034-14 的振動等級 | 磁體增加轉子質量與剛性,改變平衡條件 |
| 依 IEC 60034-5 的外殼防護 | 磁體在裡面,但繞組仍得承受環境 |
未附溫度基準的轉矩常數,是永磁馬達資料手冊最常見的缺漏;而退磁計算,則是把牌號選擇從意見變成工程決定的那一份文件。這兩行都不貴。整機的額定與熱行為仍由 IEC 60034-1 管轄 [6],外殼防護則由 IEC 60034-5 管轄 [7]。銘牌上實際會寫什麼、更換決策能依據什麼,見如何讀懂馬達銘牌。
哪些場合划算,哪些不划算
只要轉矩密度、部分負載效率或寬定功率範圍比初次成本更重要,永磁電機就佔優。只要工況是間歇的、環境溫度不受控、價格是決定性變數,它就不佔優。
| 應用 | 磁體幫上什麼 | 決定性的限制 |
|---|---|---|
| 牽引與電動載具 | 轉矩密度與寬定功率範圍 | 反覆爬坡下的磁體溫度 |
| 變頻驅動的工業泵與風扇 | 部分負載效率,而大多數運轉時數落在這裡 | IE 宣稱依據的是 30-1 還是 30-2 |
| 伺服軸與機器人 | 每機座轉矩、低慣量、精準控制 | 齒槽轉矩與峰值轉矩下的退磁餘裕 |
| 壓縮機與空調 | 小機座裡的高轉速 | 轉子固定與高速下的磁體發熱 |
| 航太與真空致動器 | 無勵磁繞組,搭配 SmCo 的高耐溫能力 | 認證成本,以及 SmCo 供貨交期 |
| 定速、低使用率機械 | 幫助有限;感應馬達更便宜 | 初次成本,而非效率 |
最後一列值得說白一點,因為它在商務上最有用。每年固定轉速運轉兩百小時的機器,永遠賺不回價差;把磁體馬達指定進那種工況,是沒有回報的成本。能源論證只在年運轉時數高、負載會變動的地方成立,不能當成通則。
為從動機械選馬達,邏輯與選任何其他原動機相同;流體負載的順序見為泵選對馬達,各機種的家族關係則整理在交流同步馬達與同步馬達與感應馬達。
六個一路帶到量產的錯誤
- 把「稀土馬達」當成一條規格。釹鐵硼與釤鈷的溫度係數相差三倍。兩者都不點名的報價,等於任一種都能交。
- 為了保險買最高後綴。它耗掉剩磁、金錢,有時還得為了塞進較弱的磁體而重畫轉子。便宜的解法通常在散熱。
- 引用轉矩常數卻不給溫度。同一台馬達在 140 °C 的轉矩常數比 20 °C 低 13%。沒有溫度基準的 Kt 無從查證。
- 以為繞組感測器會保護磁體。磁體是獨立的熱質量,可以在繞組讀數仍正常時就越過膝點。
- 用過載來檢驗退磁。多數機器的主控情境是高溫下的端子短路,而它恰恰是最少被分析的一個。
- 在標準範圍外套用 IE5 宣稱。變頻器供電電機歸 IEC TS 60034-30-2,不是 IEC 60034-30-1;資料手冊上兩者不能互換。
故障排查:症狀、原因、處置
| 症狀 | 最可能原因 | 處置 |
|---|---|---|
| 運轉一小時後轉矩下降,冷卻後恢復 | 隨磁體溫度而來的可逆磁通損失 | 記錄磁體或轉子溫度;先查冷卻路徑,再談換牌號 |
| 事件過後轉矩再也回不來 | 越過膝點的不可逆退磁 | 在固定轉速量反電動勢,與原始值比對;更換磁體並檢討短路情境 |
| 新批次反電動勢低於圖面 | 牌號錯誤,或高矯頑力低磁通的替代料 | 查驗剩磁與矯頑力證明;兩項都納入進料檢驗 |
| 磁體表面生鏽或起泡 | 鍍層受損,或用了未鍍的釹鐵硼件 | 檢查搬運與夾治具;明確指定鎳銅鎳或環氧樹脂 |
| 振動隨轉速上升 | 磁體組裝後的轉子平衡,或固定件磨耗 | 重新平衡已組裝轉子;依 IEC 60034-14 檢查套筒與綁帶 |
| 變頻器起動時過電流跳脫 | 磁體受損造成反電動勢不均,或轉子位置偏移 | 先查三組線間反電動勢波形是否對稱,再重新識別編碼器偏移量 |
| 轉子某一極出現熱點 | 局部渦電流發熱,或疊片短路 | 檢查疊片絕緣與磁體分段;考慮分段式磁體設計 |
前兩列是區分熱問題與材料問題的那一對,而反電動勢量測就是定案的依據。永久失磁通的電機,在固定測試轉速下會呈現永久偏低的反電動勢,這是十五分鐘就能做完、不必拆轉子的檢查。
Greensky Power 如何指定磁體
我們把磁體牌號視為馬達規格的一部分,而不是一項採購來的零件。也就是說,牌號、矯頑力下限與所假設的磁導係數,會在轉子畫圖之前就與客戶議定;退磁情境按最高磁體溫度分析,而不是按繞組溫度。
實務上,我們的一份報價會多帶四項「不指定磁體」的報價給不出來的東西:附最小矯頑力的牌號與後綴、連同適用溫度的轉矩常數、由我們所提冷卻配置支撐的最高磁體溫度,以及任何效率宣稱所依據的標準編號。工況偏熱時,我們在圖面發出之前就說清楚,畢竟現場失效是代價很高的發現方式。
如果你手上已有轉子設計,想按真實工作週期檢查牌號,把轉矩曲線、環境溫度,以及變頻器送入短路的峰值電流給我們。這三個數字就決定了答案。把工作週期交給我們的工程團隊,或從馬達應用資料庫與客製馬達方案開始。效率論證的更深入說明,見高效率馬達為什麼更有效率。
把轉矩曲線、環境溫度與變頻器短路電流給我們,我們會以書面回覆牌號、矯頑力下限與退磁餘裕。聯絡 Greensky Power。
參考文獻
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- IEC. (2025). IEC 60034-30-1:2025, Rotating electrical machines – Part 30-1: Efficiency classes of line operated AC motors (IE code), Edition 2.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/91195
- IEC. (2016). IEC TS 60034-30-2:2016, Rotating electrical machines – Part 30-2: Efficiency classes of variable speed AC motors (IE-code), Edition 1.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/30830
- IEC. (2024). IEC 60034-2-1:2024, Rotating electrical machines – Part 2-1: Standard methods for determining losses and efficiency from tests, Edition 3.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/67756
- IEC. (2024). IEC 60034-2-3:2024, Rotating electrical machines – Part 2-3: Specific test methods for determining losses and efficiency of converter-fed AC motors, Edition 2.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/67758
- IEC. (2026). IEC 60034-1:2026, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance, Edition 15.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/89961
- IEC. (2020). IEC 60034-5:2020, Rotating electrical machines – Part 5: Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code) – Classification, Edition 5.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/64224
- IEC. (2018). IEC 60034-14:2018, Rotating electrical machines – Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of vibration severity, Edition 4.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/59889
- European Parliament and Council. (2024). Regulation (EU) 2024/1252 establishing a framework to ensure a secure and sustainable supply of critical raw materials. Official Journal of the European Union. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2024/1252/oj
- U.S. Geological Survey. (2025). Mineral Commodity Summaries 2025: Rare Earths. U.S. Department of the Interior. https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-rare-earths.pdf
常見問題
Q:什麼是稀土永磁馬達? 它的勵磁來自稀土元素製成的永磁體,而不是勵磁繞組或轉子感應電流。實務上就是轉子裡的釹鐵硼或釤鈷磁體。轉矩由磁體磁通與定子電流交互作用產生,因此不需要轉子銅損,也不需要外部勵磁。
Q:N42SH 這類磁體牌號的後綴代表什麼? 數字是以百萬高斯奧斯特表示的最大磁能積,所以 42 約為 42 MGOe,或 334 kJ 每立方公尺。字母代碼是耐溫等級,並訂出最小本質矯頑力:N 約 80 °C、M 100、H 120、SH 150、UH 180、EH 200、AH 230。數字相同而字母不同的兩塊磁體,室溫強度幾乎一樣,高溫下的抗退磁能力卻差很大。
Q:為什麼磁體一熱,馬達效率就變差? 標準釹鐵硼牌號的剩磁隨溫度以每克耳文約 0.11%下降,因此 140 °C 的磁體比 20 °C 時少約 13%磁通。轉矩常數等比例下降,代表同一轉矩需要多約 15%電流。銅損隨電流平方變化,於是多出約 33%銅損;而繞組電阻在該溫度下本來就更高,兩個效應因此疊加。
Q:什麼會造成永久退磁? 退磁磁場強到把磁體工作點推到該溫度下第二象限曲線的膝點以下。馬達裡最壞的情況通常是高磁體溫度下的端子短路,而非機械過載,因為電流很大,又沒有氣隙磁通可以幫忙。一旦越過膝點,冷卻也救不回損失。
Q:稀土馬達一定都是 IE4 或 IE5 嗎? 不一定。IEC 60034-30-1 不區分電機技術,因此感應馬達也能達到 IE4,磁阻電機能達到 IE5。磁體真正做的是拿掉轉子繞組損耗,那是小型感應馬達最大的單項損耗之一。變頻器供電的永磁電機不在該標準範圍內,改由 IEC TS 60034-30-2 分級。
Q:該選釹鐵硼還是釤鈷? 釹鐵硼的剩磁最高,約 1.1 到 1.45 特斯拉,是牽引、伺服與家電馬達的預設選擇。釤鈷較低,約 0.85 到 1.15 特斯拉,但高溫下保磁能力好得多,居里溫度高於 700 °C,因此用於高環境溫度、真空、航太與安全關鍵、且磁體失效無法現場維修的工況。
