永磁体是PMFCL中的关键部件，需长时间工作在受多种外界因素影响的环境中，但要求输出稳定可靠的磁能。近二十多年来，钕铁硼永磁体（Nd-Fe-B Based Permanent Magnet）的快速发展，使其应用到PMFCL中成为可能。钕铁硼永磁体的稳定性，直接关系到PMFCL能否正常工作以及短路时能否可靠限流。必须确保应用到PMFCL的钕铁硼永磁体具有较好的温度和外磁场稳定性，下文将对此进行重点讨论。

1.温度稳定性分析

钕铁硼永磁材料的温度影响主要包括可逆温度变化和不可逆温度变化两类，且磁性能均随温度的上升而下降。其中，可逆温度影响是指磁性能变化随温度的恢复而自发地得到恢复，约占总损失的60%；受不可逆温度影响的磁性能损失后，不能自然恢复，但可经过再次磁化而得到恢复，约占总损失的40%。因此，为保证限流器在各种工况下正常工作，在采用外部冷却等措施的基础上，应选择温度稳定性能较优的钕铁硼永磁体型号。

1）针对可逆温度变化。首先，可选择近些年来广泛应用到永磁电机领域的低可逆温度系数钕铁硼永磁体，其剩磁可逆温度系数α≤-0.08%/℃，内禀矫顽力可逆温度系数β≤-0.45%/℃。其次，可选择矫顽力更大的钕铁硼永磁体以保证更高的使用温度。如表5-12所示，对于安装在室外的PMFCL，选择牌号为H及其以上型号的钕铁硼永磁体，已能满足限流器现场运行的温度稳定性要求。

表5-12 钕铁硼永磁体的最高使用温度

2）针对不可逆温度变化。为减小由不可逆温度变化造成的磁损失，可事先对钕铁硼永磁体采取人工老化的办法；此外选取矫顽力大的钕铁硼永磁体也可在一定程度上减小不可逆磁损失。

2.外磁场稳定性(www.daowen.com)

通过限流拓扑的优化设计以及磁材料的优选，应用到PMFCL的钕铁硼永磁体可具有较好的外磁场稳定性，且不会发生退磁现象，分以下4个方面进行说明。

1）从钕铁硼的磁材料学角度分析。首先，钕铁硼永磁体的矫顽力是所有已知永磁体中最大的，而矫顽力大的永磁体其本身对外输出磁能更加稳定，受外磁场影响变化不大。此外，钕铁硼永磁体的退磁曲线基本上是一条直线，其斜率接近回复磁导率_μr，即满足B_r=μ_rH′_c，其中B_r和H_c′为永磁体的剩磁和矫顽力，如图5-23所示。退磁曲线与回复线基本重合这一现象说明，在正常的工作范围以内，钕铁硼永磁体的工作点随外磁场变化时几乎不会发生退磁现象。

2）从PMFCL的工作原理分析。系统正常工作时，绕组上的电流很小，交变磁场对钕铁硼永磁体的影响可忽略不计；系统发生短路时，强交变磁场使钕铁硼永磁体的工作点往复变化，但变化幅度仍然很小，不会发生退磁现象。实际上，由绕组产生的外磁场必须增加到接近钕铁硼永磁体的弛豫矫顽力H_cr时，才可能使永磁体发生明显退磁现象，H_cr≈（1.2～1.3）H_c，而在设计限流器时已经为此留出了充分的裕度。

3）从PMFCL的结构特点分析。新型PMFCL的拓扑结构已从保护永磁体稳定性的角度较传统限流器进行了优化与改进。如图5-22所示，绕组产生的交流磁通方向与永磁体的直流磁通方向垂直，这大大降低了永磁体发生退磁的可能性。

4）外磁场稳定性的初步实验研究。表5-13为一新型PMFCL的绕组长时间（1h）流过故障电流I时，记录的钕铁硼永磁体（牌号为N35）的磁感应强度B_PM。由表5-13可知，外磁场对永磁体的工作点影响极小，钕铁硼永磁体的外磁场稳定性能可满足PMFCL的运行要求。

表5-13 钕铁硼永磁体的外磁场稳定性实验