4.3.1.1 材料比较

对于电磁铁、配永磁体的电磁机构以及音圈电机式电磁机构，其主要材料为铁心、永磁体和铜质导线。永磁材料能长期保持其剩磁，又具有较高的矫顽力，能够经受不太强的外加磁场（即远低于矫顽力）干扰。就目前永磁材料性能和加工工艺状况而言，我国已能制造强剩磁、形状复杂的永磁体。永磁体在低频工况下的相对磁导率接近于1，可以大大降低回路电感。然而，对于永磁材料，仍然存在诸如稳定性的问题，它主要包括以下几个方面：热稳定性、化学稳定性、磁稳定性和时间稳定性等。

由于电磁机构动作时间很短，发热较少，对永磁材料的热稳定性影响不大；而且机构运行环境一般为正常环境，无酸、碱等恶劣因素，其化学稳定性基本不受影响。但在该类机构中，永磁体工作在较强的磁场中，可能发生可逆去磁，倘反向磁场较大则可能造成不可逆去磁；而且，即使不受周围环境或其他外界因素影响，永磁体磁性能也会随时间而变化。也就是说，永磁材料具有时效性，具有一定的寿命。

铁心等软磁材料容易磁化和退磁，且具有很高的磁导率，可以起到很好的聚集磁力线的作用，是良好的导磁材料。就常用的硅钢片而言，它具有常用软磁材料中最高的饱和磁感应强度（2.0T以上），可有很高的工作点（如工作磁感应强度值为1.5T）。但是，硅钢片在常用的软磁材料中铁损也是最大的，为防止铁心因损耗太大而发热，它的使用频率不高，一般只能工作在20kHz以下。坡莫合金的饱和磁感应强度一般在0.6～1.0T之间，但坡莫合金的生产过程比较复杂。软磁铁氧体的饱和磁感应强度很低（0.5T以下），但磁导率比较高，而且电阻率很高（因为铁氧体是由很小的颗粒压制成的，颗粒之间的接触不好，所以导电不佳），因此，非常有利于降低涡流损耗。软磁铁氧体的饱和磁感应强度低，一般在很高的频率（MHz以上）使用，而不适于在低频使用。

铜作为最为常用的导电体，在使用时主要考虑其载流能力，一般在计算载流量时都是按照发热来考虑的。铜导线产生的热量为．即除了电流外，主要取决于电阻和时间。目前的电磁机构运动时间短，发热相对较少，温升不大。

4.3.1.2 结构比较

目前常用的电磁机构，如电磁铁、配永磁体的电磁机构等，以及前文述及的四种电磁机构（包括电动机操动机构），在结构上各有特点。(www.daowen.com)

电磁铁：固定线圈通电产生工作磁场，通过静铁心提供的磁路磁化动铁心，产生电磁吸力。在结构上需要铁心提供导磁回路，该回路的截面积及大小决定了磁饱和程度以及涡流大小等，并决定了机构的总重量。

配永磁体的电磁机构：该机构的拓扑结构与传统电磁铁相仿，只是增加了永磁体作为机构稳态时的保持力。除了电磁铁的特点外，永磁体的大小决定了稳态保持力的大小以及机构的动态特性。

旋转永磁电动机机构：其结构与其他用途的旋转永磁电动机无异，只是由于旋转运动，需要将转动通过机械装置转换为直线运动。虽然目前已有直线电动机作为动力机构应用于断路器，但是其结构亦需铁心提供导磁回路，并需要永磁提供磁场，存在与上述机构同样的问题。

音圈电机式电磁机构：该机构是在传统音圈电机结构的基础上，利用永磁材料较低的相对磁导率而设计的一种电磁机构。它除了需要铁心和永磁之外，拓扑上还有一个特点，即利用上下对称的导磁回路，建立差动式运动电感补偿结构，目的是保持运动过程中的电感基本不变，简化分析模型，利于实现可控性。

盘状推斥型电磁机构：结构简单，由合闸线圈、分闸线圈和铜盘（或者可动线圈）组成直线式电磁机构，其空间布置为同轴串联。由于没有铁心提供导磁回路，因此不存在磁饱和问题。

反绕嵌套螺线管式电磁机构：结构简单，空间布置为同轴串联，其他特点与盘状推斥型电磁机构类似。