前面几篇文章,老张聊了很多基础的铁磁材料的基本特性。今天老张会讲解最后一个基本特性——退磁与退磁曲线。接着老张会逐一介绍铁磁材料的几个主要性能参数,性能参数部分会分为2章来讲。
【永磁材料的退磁曲线】
先放一个结论的公式,具体的推演老张同样的不过多赘述了。解释一下Bi一般工程上称为内禀磁感应强度。在这里,可以解释Bi-H磁化曲线、Bi-H磁滞回线与M-H磁化曲线机M-H磁滞回线形状是相同的。然而B-H磁化曲线和B-H磁滞回线则有所不同。
值得注意的是,在工程中,常用磁滞回线的第二象限部分描述其特性,我们称之为退磁曲线。因此,最后内禀退磁曲线与退磁曲线的关系如下图所示。
【剩磁密度、矫顽力和内禀矫顽力】
从上图可以看到,当磁场强度H为0时,磁感应强度不为0,而是一个较大的值,称为剩余磁感应强度或者剩磁密度,一般用Br表示。
当磁感应强度为0时,H不为0而为Hc。Hc就是磁感应矫顽力,通常也就简称矫顽力。同理,是内禀磁感应强度Bi降低至0所需的磁场强度称为内禀矫顽力,一般用Hcj表示。
划重点:对于内禀矫顽力较小的永磁材料,Hc和Hcj相差不大。但是随着材料的发展,Hcj越来越高。例如铁氧体、稀土永磁材料等有较高的Hcj,Hc和Hcj差别较大。本质上来说,Hcj更能表征材料保持磁化状态的能力。
【表面剩磁】
当永磁体两端开路时,外磁路具有较大的磁阻,相当于对永磁体施加了一个退磁场,其退磁场方向和材料内的磁感应强度方向相反。此时,永磁体变现出来的磁感应强度不是Br,而是退磁曲线上低于Br的某一点所对应的磁感应强度。
划重点:永磁体的表面剩磁与永磁体的外形及尺寸有关。
【最大磁能积】
永磁体通常是在取此状态下工作的,退磁曲线上任意一点代表一个磁状态,该点B与H的乘积代表了此状态下所具有的磁场能量密度,称为磁能积。如下图所示,退磁曲线上存在一个点,该点的磁感应强度B和磁场强度H的乘积是最大值,称为最大磁能积。
划重点:一般在磁路设计时,将永磁体的工作点设计在最大磁能积时,永磁体效率最高。
本篇,介绍了永磁材料的前三个主要性能参数,明天的文章会把剩余七条主要特性全部讲完。学习完那么多概念,老张觉得最终的则是了解和学习主要的性能参数,这对我们在实际工作中有着很大的帮助。
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