Kaip nuskaityti nuolatinių magnetų B-H išmagnetinimo kreivę

Histerezės kilpa seka medžiagos magnetinę būseną, kai išorinis magnetinis laukas didėja, mažėja ir keičiasi:

Pirmasis kvadrantas (pradinis įmagnetinimas): B sparčiai didėja nuo nulio, kai didėja įmagnetinimo laukas (H). Esant prisotinimui, B pasiekia Br (remanenciją).

Antrasis kvadrantas (demagnetinimo kreivė): H sumažinamas iki nulio (B patenka į Br), tada apverčiamas (neigiamas H). Kelias šiame kvadrante yra išmagnetinimo kreivė-čia veikia magnetas, kai jis įdėtas į grandinę.

Trečiasis kvadrantas: H ir toliau neigiamas, kol B pasiekia nulį (Hcb, koercityvumas), tada tęsiasi iki neigiamo prisotinimo.

Ketvirtasis kvadrantas: H grįžta į teigiamą, užbaigdamas kilpą.

Kurdami nuolatinį magnetą, mes sutelkiame dėmesį tik į antrąjį kvadrantą (demagnetizavimo kreivę). Kreivė rodo B ir . -H (demagnetizuojantį lauką).

Išmagnetinimo grafike yra dvi kreivės:

Normali kreivė (B-H kreivė): B (bendras srauto tankis) vs. H. Tai kreivė, kurią naudojate apskaičiuodami oro tarpo srautą ir srauto tankį magnetinėje grandinėje. Tai apima paties magneto lauko indėlį. Normalioji kreivė naudojama norint rasti darbo tašką (Bop ir Hop) su apkrovos linija.

Būdingoji kreivė (J-H arba M-H kreivė): J (įmagnetinimas arba B - μ0H) ir H. Ši kreivė parodo tikrąjį medžiagos magnetinį momentą, neįskaitant išmagnetinimo lauko. Vidinė kreivė lemia atsparumą išmagnetinimui: kelio taškas yra vidinėje kreivėje.

Kodėl svarbūs abu: Magnetas, turintis aukštą Br ir aukštą normalią kreivę, vis tiek gali būti išmagnetintas, jei būdinga kreivė turi ankstyvą kelį. Varikliniams magnetams (kurie veikia atvirkštinius laukus) vidinė kreivė yra svarbesnė už įprastą kreivę.

Kelio taškas yra ta vieta, kur išmagnetinimo kreivė pradeda smarkiai „nukristi“. Žemiau kelio magneto srautas greitai krenta, šiek tiek padidėjus išmagnetinimo laukui, o išmagnetinimas yra negrįžtamas-net jei atvirkštinis laukas pašalinamas, magnetas visiškai neatsistato.

Vidinėje kreivėje kelias yra ta vieta, kur kreivė pradeda staigiai kristi. H reikšmė ties keliu praktikoje dažnai vadinama „vidiniu koercityvumu“ (Hcj) (nors Hcj yra laukas, kuriame J=0, o ne pats kelias). Aukštos-kokybės magneto kelias yra arti Hcj. Žemesnio-klasės magnetams kelias atsiranda gerokai anksčiau nei Hcj.

Kad veiktų saugiai, magneto veikimo taškas visada turi būti aukščiau vidinės kreivės kelio. Jei išmagnetinantis laukas nustumia magnetą žemiau kelio, gali atsirasti negrįžtamų 10-50% nuostolių.

Tipinės kelio vertės:

N35: kelias ties H ≈ 10 kOe (vidinė kreivė); normali kreivė išlieka tiesinė.

N52: kelias ties H ≈ 6-7 kOe (vidinė kreivė) – didesnė išmagnetinimo rizika.

SmCo 2:17: vidinė kreivė neturi kelių iki H=0 -, visiškai linijinė, saugi bet kokiame atvirkštiniame lauke.

Pralaidumo koeficientas (taip pat vadinamas apkrovos linijos nuolydžiu) apibūdina, kaip magneto magnetinė grandinė (įskaitant oro tarpus, galinę geležį ir aplinkines medžiagas) veikia veikimo tašką. Jis apibrėžiamas taip:

Pralaidumo koeficientas, Pc=B / H (antrame kvadrante, srauto tankio vienetai padalyti iš lauko stiprumo).

Didelis Pc (stačios apkrovos linija, pvz., Pc > 10): Magnetas veikia esant dideliam srauto tankiui (netoli Br) ir mažam išmagnetinimo laukui. Tai atsitinka uždarose grandinėse su gera geležimi ir mažais oro tarpais. Saugus, bet išnaudoja visą magneto potencialą.

Žemas Pc (plokščia apkrovos linija, pvz., Pc < 1): Magnetas veikia esant mažesniam srauto tankiui ir didesniam išmagnetinimo laukui. Tai atsitinka esant dideliems oro tarpams arba be užpakalinės geležies. Išmagnetinimo pavojus.

Norėdami naudoti apkrovos liniją:

Apskaičiuokite pralaidumo koeficientą pagal savo magnetinės grandinės geometriją (naudodami FEA arba analitines formules).

B{0}}H diagramoje su nuolydžiu Pc nubrėžkite liniją nuo pradžios.

Apkrovos linijos susikirtimas su išmagnetinimo kreive yra veikimo taškas (Bop, Hop).

Patikrinkite, ar šis taškas yra aukščiau vidinės kreivės kelio. Jei ne, magnetas išsimagnetins. Padidinkite magneto storį, sumažinkite oro tarpą arba pasirinkite aukštesnę-Hcj klasę.

Pavyzdys: N42SH variklio magnetas (Hcj=20 kOe) su apkrovos linija Pc=2. Veikimo taškas yra ties H≈7 kOe, B≈14 kGs. Kelias yra ties H≈10 kOe. Veikimo taškas yra aukščiau kelių,{8}}saugus. Jei Pc nukrenta iki 1 (didelis oro tarpas), veikimo taškas pasislenka į H≈12 kOe{12}}žemiau kelio{13}}nesaugus. Vietoj to naudokite N42UH (Hcj=25 kOe).

Variklių ir jutiklių gamintojams teikiame FEA modeliavimą ir apkrovos linijos analizę. Rekomenduojame optimalų nuolydį ir geometriją, kad darbo taškas išliktų aukščiau kelių esant bet kokiai darbo temperatūrai (įskaitant blogiausio atvejo atvirkštinius laukus).

Norėdami sužinoti daugiau apie išmagnetinimo kreives ir apkrovos linijos analizę, apsilankykite mūsų svetainės baigtinių elementų analizės ir „TechBlog“ pagrindiniame puslapyje.

Jei norite pateikti užklausą dėl magneto konstrukcijos išmagnetinimo analizės, -įskaitant laipsnio pasirinkimą ir apkrovos linijos apskaičiavimą-, atsiųskite mums savo magnetinės grandinės geometriją ir darbinę temperatūrą. Mūsų inžinierių komanda pateikia visą išmagnetinimo rizikos ataskaitą.

K: Kuo skiriasi Hcb ir Hcj?
A: Hcb (koercity) yra atvirkštinis laukas, reikalingas B sumažinimui iki nulio (įprastoje kreivėje). Hcj (vidinė koercicija) yra atvirkštinis laukas, reikalingas J (įmagnetinimą) sumažinti iki nulio (vidinėje kreivėje). Hcj visada yra didesnis nei Hcb. Hcj yra geresnis atsparumo išmagnetinimui indikatorius.

Kl .: Kaip temperatūra ir išmagnetinimo kreivė yra susijusios?
A: Kylant temperatūrai, Br ir Hcj mažėja. Kelias pasislenka žemiau H-ašies ir vidinė kreivė krenta. Jei norite dirbti aukštoje-temperatūroje, pasirinkite klasę, kurios darbo temperatūroje pakanka Hcj. Pateikiame temperatūros{5}}pataisytas išmagnetinimo kreives kiekvienai klasei.

Kl.: Ar galiu išmagnetinti magnetą, veikdamas žemiau kelių?
A: Taip. Net trumpa kelionė žemiau kelio sukelia negrįžtamą praradimą. Nuostolis proporcingas plotui žemiau kelio. Saugumui-svarbiausioms programoms (orlaiviams, automobiliams) projektuojame 20 % virš kelio esant blogiausiai temperatūrai ir apkrovai.