Állandó mágnesek B-H lemágnesezési görbéjének leolvasása

A hiszterézis hurok nyomon követi az anyag mágneses állapotát, ahogy a külső mágneses mező növekszik, csökken és megfordul:

Első kvadráns (kezdeti mágnesezés): B gyorsan növekszik a nulláról a mágnesező tér (H) növekedésével. Telítéskor B eléri a Br-t (a remanenciát).

Második kvadráns (demagnetizálási görbe): H nullára csökken (B Br-re esik), majd megfordítja (negatív H). Az út ebben a kvadránsban a lemágnesezési görbe,{1}}ez az a hely, ahol a mágnes áramkörbe helyezve működik.

Harmadik kvadráns: H mindaddig negatív marad, amíg B el nem éri a nullát (Hcb, a koercitivitás), majd folytatja a negatív telítést.

Negyedik kvadráns: H visszasöpör pozitívba, befejezve a hurkot.

Az állandó mágneses tervezésnél kizárólag a második kvadránsra (a lemágnesezési görbére) összpontosítunk. A görbe a B vs. -H-t (demagnetizáló mező) mutatja.

A lemágnesezési grafikonon két görbe van:

Normál görbe (B-H görbe): B (teljes fluxussűrűség) vs. H. Ezt a görbét használja a légrés fluxusának és fluxussűrűségének kiszámításához a mágneses körben. Ez magában foglalja a mágnes saját mezőjének hozzájárulását. A normál görbe a munkapont (Bop és Hop) megkeresésére szolgál a terhelési vonallal.

Belső görbe (J-H vagy M-H görbe): J (mágnesezés, vagy B - μ0H) vs. H. Ez a görbe az anyag tényleges mágneses momentumát mutatja, a demagnetizáló mező nélkül. Az intrinsic görbe határozza meg a lemágnesezéssel szembeni ellenállást: a térdpont a belső görbén van.

Miért fontos mindkettő: A magas Br-értékkel és magas normálgörbével rendelkező mágnes még mindig hajlamos lehet a demagnetizálódásra, ha a belső görbe korai térddel rendelkezik. A motormágneseknél (amelyek fordított mezőt tapasztalnak) a belső görbe fontosabb, mint a normál görbe.

A térd pont az, ahol a lemágnesezési görbe élesen "leesik". A térd alatt a mágnes fluxusa gyorsan csökken a demagnetizáló tér kismértékű növekedésével, és a lemágnesezés visszafordíthatatlan,-még ha a fordított mezőt eltávolítják is, a mágnes nem tér vissza teljesen.

A belső görbén a térd az, ahol a görbe meredeken csökkenni kezd. A térdnél lévő H értéket a gyakorlatban gyakran "belső koercivitásnak" (Hcj) nevezik (bár Hcj az a mező, amelynél J=0, nem pedig maga a térd). Egy jó minőségű-mágnesnél a térd közel van a Hcj-hez. Alacsonyabb -minőségű mágneseknél a térd jóval a Hcj előtt történik.

A biztonságos működés érdekében a mágnes működési pontjának mindig a belső görbe térd felett kell maradnia. Ha a demagnetizáló tér a térd alá nyomja a mágnest, 10-50%-os visszafordíthatatlan veszteségek léphetnek fel.

Tipikus térdértékek:

N35: térd H ≈ 10 kOe-nél (belső görbe); normál görbe lineáris marad.

N52: térd H ≈ 6-7 kOe-nál (intrinsic görbe) – nagyobb a lemágnesezés kockázata.

SmCo 2:17: a belső görbének nincs térd H-ig=0 - teljesen lineáris, biztonságos minden fordított mezőben.

A permeancia együttható (más néven terhelési vonal meredeksége) azt írja le, hogy a mágnes mágneses áramköre (beleértve a légréseket, a hátsó vasat és a környező anyagokat) hogyan hat a működési pontra. Meghatározása a következő:

Permeancia együttható, Pc=B / H (a második kvadránsban, a fluxussűrűség egységei osztva a térerősséggel).

Magas Pc (meredek terhelési vonal, pl. Pc > 10): A mágnes nagy fluxussűrűséggel (Br közelében) és alacsony lemágnesezési térrel működik. Ez zárt körökben fordul elő, jó hátsó vassal és kis légrésekkel. Biztonságos, de kihasználja a mágnes teljes potenciálját.

Alacsony Pc (lapos terhelési vonal, pl. Pc < 1): A mágnes alacsonyabb fluxussűrűséggel és nagyobb lemágnesezési térrel működik. Ez akkor fordul elő, ha nagy légrés van, vagy nincs hátsó vas. Demagnetizálódás veszélye.

A terhelési vonal használata:

Számítsa ki a permeancia együtthatót a mágneses áramkör geometriájából (FEA vagy analitikai képletek segítségével).

Rajzoljon egy vonalat az origóból a B-H grafikonon Pc meredekséggel.

A terhelési vonal és a lemágnesezési görbe metszéspontja a működési pont (Bop, Hop).

Ellenőrizze, hogy ez a pont a térd felett van-e a belső görbén. Ha nem, a mágnes demagnetizálódik. Növelje a mágnes vastagságát, csökkentse a légrést, vagy válasszon magasabb -Hcj fokozatot.

Példa: N42SH motormágnes (Hcj=20 kOe) Pc=2. terhelési vonallal A működési pont H≈7 kOe, B≈14 kGs. A térd H≈10 kOe. A működési pont a térd felett van-biztos. Ha a Pc 1-re esik (nagy légrés), akkor a működési pont H≈12 kOe{12}}térd alá{13}}nem biztonságos. Használja helyette az N42UH-t (Hcj=25 kOe).

A motor- és érzékelőgyártók számára FEA szimulációt és terhelési vonal elemzést biztosítunk. Javasoljuk az optimális lejtést és geometriát annak biztosítására, hogy a működési pont a térd felett maradjon minden üzemi hőmérsékleten (beleértve a legrosszabb -esetre fordított mezőket is).

Ha többet szeretne megtudni a lemágnesezési görbékről és a terhelési vonal elemzéséről, kérjük, látogasson el weboldalunkra a Végeselem-elemzés és a TechBlog honlapunkra.

Ha lemágnesezési elemzést szeretne kérni a mágnes tervéhez, -beleértve a fokozatválasztást és a terhelési vonal kiszámítását-, küldje el nekünk mágneses áramkörének geometriáját és működési hőmérsékletét. Mérnöki csapatunk teljes lemágnesezési kockázati jelentést készít.

K: Mi a különbség a Hcb és a Hcj között?
V: A Hcb (koercitivitás) a fordított mező, amely ahhoz szükséges, hogy B nullára csökkenjen (a normál görbén). Hcj (intrinsic koercitivitás) az a fordított térerő, amely ahhoz szükséges, hogy J (mágnesezés) nullára csökkenjen (a belső görbén). A Hcj mindig magasabb, mint a Hcb. A Hcj a lemágnesezési ellenállás jobb mutatója.

K: Hogyan függ össze a hőmérséklet és a lemágnesezési görbe?
V: A hőmérséklet emelkedésével a Br és a Hcj is csökken. A térd lejjebb mozdul a H-tengelyen, és a belső görbe leesik. Magas-hőmérsékletű működéshez válasszon olyan minőséget, amely elegendő Hcj-t tartalmaz az üzemi hőmérsékleten. Hőmérsékleten{5}}korrigált lemágnesezési görbéket biztosítunk minden fokozathoz.

K: Demagnetizálhatom-e a mágnest, ha csak kis mértékben térd alatt működtetem?
V: Igen. Már a térd alatti rövid kirándulás is visszafordíthatatlan veszteséget okoz. A veszteség arányos a térd alatti területtel. Biztonsági -kritikus alkalmazásokhoz (repülőgép, autóipar) a térd feletti 20%-os ráhagyással tervezzük a legrosszabb-hőmérsékletet és terhelést.