Како читати Б-Х криву демагнетизације за трајне магнете

Хистерезисна петља прати магнетно стање материјала како се спољашње магнетно поље повећава, смањује и преокреће:

Први квадрант (почетна магнетизација): Б се брзо повећава од нуле како се поље магнетизације (Х) повећава. При засићењу, Б достиже Бр (реманенција).

Други квадрант (крива демагнетизације): Х се смањује на нулу (Б пада на Бр), а затим се обрће (негативно Х). Пут у овом квадранту је крива демагнетизације-то је место где магнет ради када се стави у коло.

Трећи квадрант: Х наставља негативно све док Б не достигне нулу (Хцб, коерцитивност), а затим наставља до негативног засићења.

Четврти квадрант: Х се враћа на позитивно, завршавајући петљу.

За дизајн перманентних магнета, фокусирамо се искључиво на други квадрант (крива демагнетизације). Крива показује Б у односу на. -Х (поље за демагнетизацију).

На графу демагнетизације постоје две криве:

Нормална крива (Б{0}}Х крива): Б (укупна густина флукса) у односу на Х. Ово је крива коју користите за израчунавање флукса ваздушног распора и густине флукса у магнетном колу. Укључује допринос сопственог поља магнета. Нормална крива се користи за проналажење радне тачке (Боп и Хоп) са линијом оптерећења.

Унутрашња крива (Ј-Х или М-Х крива): Ј (магнетизација, или Б - μ0Х) у односу на Х. Ова крива представља стварни магнетни момент материјала, искључујући поље демагнетизације. Унутрашња крива одређује отпор демагнетизацији: тачка колена је на унутрашњој кривој.

Зашто су оба важна: Магнет који има висок Бр и високу нормалну криву може и даље бити склон демагнетизацији ако унутрашња крива има рано колено. За магнете мотора (који доживљавају обрнута поља), интринзична крива је важнија од нормалне криве.

Тачка колена је место где крива демагнетизације почиње нагло да "пада". Испод колена, флукс магнета брзо опада са малим повећањем демагнетизирајућег поља, а демагнетизација је неповратна-чак и ако се уклони обрнуто поље, магнет се не опоравља у потпуности.

На унутрашњој кривини, колено је место где кривина почиње нагло да пада. Вредност Х на колену се често назива „унутрашња коерцитивност“ (Хцј) у пракси (иако је Хцј поље у коме је Ј=0, а не само колено). За-магнет високог квалитета, колено је близу Хцј. Код магнета нижег{5}}разреда, колено се јавља много пре Хцј.

За безбедан рад, радна тачка магнета увек мора да остане изнад колена унутрашње криве. Ако демагнетизирајуће поље гурне магнет испод колена, може доћи до неповратних губитака од 10-50%.

Типичне вредности колена:

Н35: колено на Х ≈ 10 кОе (унутрашња крива); нормална крива остаје линеарна.

Н52: колено на Х ≈ 6-7 кОе (интринзична крива) - већи ризик од демагнетизације.

СмЦо 2:17: унутрашња крива нема колена до Х=0 - потпуно линеарна, сигурна у било ком обрнутом пољу.

Коефицијент пропусности (који се назива и нагиб линије оптерећења) описује како магнетно коло магнета (укључујући ваздушне празнине, гвожђе и околне материјале) утиче на радну тачку. Дефинише се као:

Коефицијент пропусности, Пц=Б / Х (у другом квадранту, са јединицама густине флукса подељене јачином поља).

Висок Пц (стрма линија оптерећења, нпр. Пц > 10): Магнет ради при високој густини флукса (близу Бр) и ниском демагнетизирајућем пољу. Ово се дешава у затвореним круговима са добрим задњим гвожђем и малим ваздушним празнинама. Безбедан, али користи пуни потенцијал магнета.

Низак Пц (равна линија оптерећења, нпр. Пц < 1): Магнет ради при нижој густини флукса и већем пољу размагнетисања. Ово се дешава са великим ваздушним празнинама или без задњег гвожђа. Ризик од демагнетизације.

Да бисте користили линију оптерећења:

Израчунајте коефицијент пропусности из геометрије вашег магнетног кола (користећи ФЕА или аналитичке формуле).

Нацртајте линију од почетка на Б-Х графикону са нагибом Пц.

Пресек линије оптерећења са кривом демагнетизације је радна тачка (Боп, Хоп).

Проверите да ли је ова тачка изнад колена на унутрашњој кривини. Ако није, магнет ће се демагнетизирати. Повећајте дебљину магнета, смањите ваздушни зазор или изаберите виши-Хцј ниво.

Пример: магнет мотора Н42СХ (Хцј=20 кОе) са линијом оптерећења Пц=2. Радна тачка је на Х≈7 кОе, Б≈14 кГс. Колено је на Х≈10 кОе. Оперативна тачка је изнад колена-безбедна. Ако Пц падне на 1 (велики ваздушни јаз), радна тачка се помера на Х≈12 кОе-испод колена-небезбедно. Уместо тога користите Н42УХ (Хцј=25 кОе).

За произвођаче мотора и сензора, пружамо ФЕА симулацију и анализу линије оптерећења. Препоручујемо оптимални нагиб и геометрију како бисмо обезбедили да радна тачка остане изнад колена на свим радним температурама (укључујући најгоре-обрнута поља).

За више о кривама демагнетизације и анализи линије оптерећења, посетите нашу почетну страницу Анализа коначних елемената и ТецхБлог на нашој веб страници.

Да бисте затражили анализу демагнетизације за дизајн вашег магнета-укључујући избор нагиба и прорачун линије оптерећења-пошаљите нам геометрију магнетног кола и радну температуру. Наш инжењерски тим обезбеђује потпун извештај о ризику од демагнетизације.

П: Која је разлика између Хцб и Хцј?
А: Хцб (коерцитивност) је обрнуто поље потребно да се Б смањи на нулу (на нормалној кривој). Хцј (интринзична коерцитивност) је обрнуто поље потребно да се Ј (магнетизација) смањи на нулу (на унутрашњој кривој). Хцј је увек већи од Хцб. Хцј је бољи показатељ отпорности на демагнетизацију.

П: Како су температура и крива демагнетизације повезани?
О: Како температура расте, и Бр и Хцј се смањују. Колено се помера ниже на Х-оси и унутрашња крива опада. За рад на високој{3}}температури, изаберите ниво са довољним Хцј на радној температури. Обезбеђујемо температурно{5}}кориговане криве демагнетизације за сваки разред.

П: Да ли могу да демагнетизујем магнет тако што ћу деловати испод колена за само малу количину?
О: Да. Чак и кратак излет испод колена изазива неповратан губитак. Губитак је пропорционалан површини испод колена. За безбедносне{3}}критичне апликације (ваздухопловство, аутомобилска индустрија), дизајнирамо са маргином од 20% изнад колена у најгорем- случају температуре и оптерећења.