Как да четем B{0}}H крива на размагнитване за постоянни магнити

Хистерезисната верига проследява магнитното състояние на материала, докато външното магнитно поле се увеличава, намалява и обръща:

Първи квадрант (първоначално намагнитване): B нараства бързо от нула с увеличаване на намагнитяващото поле (H). При насищане B достига Br (остатъчната намагнястност).

Втори квадрант (крива на размагнитване): H се редуцира до нула (B пада до Br), след което се обръща (отрицателен H). Пътят в този квадрант е кривата на размагнитване-тук работи магнитът, когато е поставен във верига.

Трети квадрант: H продължава да е отрицателен, докато B достигне нула (Hcb, коерцитивността), след което продължава до отрицателно насищане.

Четвърти квадрант: H се връща обратно към положителна, завършвайки цикъла.

За проектирането на постоянен магнит ние се фокусираме изключително върху втория квадрант (кривата на размагнитване). Кривата показва B спрямо . -H (демагнетизиращо поле).

Има две криви на графиката на размагнитване:

Нормална крива (B-H крива): B (обща плътност на потока) спрямо H. Това е кривата, която използвате за изчисляване на потока на въздушната междина и плътността на потока в магнитната верига. Той включва приноса на собственото поле на магнита. Нормалната крива се използва за намиране на работната точка (Bop и Hop) с товарната линия.

Вътрешна крива (J-H или M-H крива): J (намагнитване или B - μ0H) спрямо H. Тази крива представлява действителния магнитен момент на материала, с изключение на демагнетизиращото поле. Вътрешната крива определя устойчивостта на размагнитване: точката на коляното е на присъщата крива.

Защо и двете имат значение: Магнит, който има висок Br и висока нормална крива, все още може да бъде склонен към демагнетизация, ако вътрешната крива има ранно коляно. За моторни магнити (които изпитват обратни полета), присъщата крива е по-важна от нормалната крива.

Точката на коляното е мястото, където кривата на размагнитване започва рязко да "пада". Под коляното магнитният поток спада бързо с малко увеличение на демагнетизиращото поле и демагнетизирането е необратимо-дори ако обратното поле бъде премахнато, магнитът не се възстановява напълно.

На вътрешната крива коляното е мястото, където кривата започва да пада стръмно. Стойността на H при коляното често се нарича "присъща коерцитивност" (Hcj) на практика (въпреки че Hcj е полето, при което J=0, а не самото коляно). За високо-качествен магнит коляното е близо до Hcj. За магнити с по-нисък-клас коляното се появява доста преди Hcj.

За безопасна работа, работната точка на магнита трябва винаги да остава над коляното на вътрешната крива. Ако демагнетизиращото поле избута магнита под коляното, могат да възникнат необратими загуби от 10-50%.

Типични стойности на коляното:

N35: коляно при H ≈ 10 kOe (присъща крива); нормалната крива остава линейна.

N52: коляно при H ≈ 6-7 kOe (присъща крива) - по-висок риск от размагнитване.

SmCo 2:17: присъщата крива няма коляно до H=0 - напълно линейна, безопасна във всяко обратно поле.

Коефициентът на пропускливост (наричан още наклон на товарната линия) описва как магнитната верига на магнита (включително въздушни междини, задно желязо и околните материали) влияе върху работната точка. Дефинира се като:

Коефициент на пропускливост, Pc=B / H (във втория квадрант, с единици за плътност на потока, разделена на силата на полето).

Висок Pc (стръмна линия на натоварване, напр. Pc > 10): Магнитът работи при висока плътност на потока (близо до Br) и ниско размагнитващо поле. Това се случва в затворени вериги с добро задно желязо и малки въздушни междини. Безопасен, но използва пълния потенциал на магнита.

Нисък Pc (плоска линия на натоварване, напр. Pc < 1): Магнитът работи при по-ниска плътност на потока и по-високо размагнитващо поле. Това се случва при големи въздушни междини или липса на задно желязо. Риск от размагнитване.

За да използвате товарната линия:

Изчислете коефициента на проницаемост от геометрията на вашата магнитна верига (като използвате FEA или аналитични формули).

Начертайте линия от началото на B-H графиката с наклон Pc.

Пресечната точка на линията на натоварване с кривата на размагнитване е работната точка (Bop, Hop).

Проверете дали тази точка е над коляното на вътрешната крива. Ако не, магнитът ще се демагнетизира. Увеличете дебелината на магнита, намалете въздушната междина или изберете по-висок-клас Hcj.

Пример: Моторен магнит N42SH (Hcj=20 kOe) с товарна линия Pc=2. Работната точка е при H≈7 kOe, B≈14 kGs. Коляното е при H≈10 kOe. Работната точка е безопасна-над коляното. Ако Pc падне до 1 (голяма въздушна междина), работната точка се премества на H≈12 kOe-под коляното-опасно. Вместо това използвайте N42UH (Hcj=25 kOe).

За производителите на двигатели и сензори ние предоставяме FEA симулация и анализ на линията на натоварване. Препоръчваме оптималния наклон и геометрия, за да гарантираме, че работната точка остава над коляното при всички работни температури (включително обратни полета в най-лошия-случай).

За повече информация относно кривите на размагнитване и анализа на линията на натоварване, моля, посетете нашата начална страница за анализ на крайни елементи и TechBlog на нашия уебсайт.

За да поискате анализ на размагнитването за вашия дизайн на магнита-включително избор на степен и изчисляване на линията на натоварване-изпратете ни вашата геометрия на магнитната верига и работна температура. Нашият инженерен екип предоставя пълен доклад за риска от размагнитване.

Въпрос: Каква е разликата между Hcb и Hcj?
A: Hcb (коерцитивност) е обратното поле, необходимо за намаляване на B до нула (на нормалната крива). Hcj (присъща коерцитивност) е обратното поле, необходимо за намаляване на J (намагнитване) до нула (на присъщата крива). Hcj винаги е по-висок от Hcb. Hcj е по-добрият индикатор за устойчивост на размагнитване.

Въпрос: Как се свързват температурата и кривата на размагнитване?
О: С повишаване на температурата Br и Hcj намаляват. Коляното се движи надолу по оста H- и вътрешната крива пада. За работа при висока-температура изберете клас с достатъчно Hcj при работната температура. Предоставяме температурно-коригирани криви на размагнитване за всеки клас.

В: Мога ли да демагнетизирам магнит, като действам под коляното само с малко?
A: Да. Дори кратка екскурзия под коляното причинява необратима загуба. Загубата е пропорционална на зоната под коляното. За критични-за безопасността приложения (космически, автомобилни), ние проектираме с 20% марж над коляното при най-лошия-случай температура и натоварване.