Cách đọc đường cong khử từ B{0}}H của nam châm vĩnh cửu

Vòng trễ theo dõi trạng thái từ tính của vật liệu khi từ trường bên ngoài tăng, giảm và đảo ngược:

Góc phần tư thứ nhất (từ hóa ban đầu): B tăng nhanh từ 0 khi trường từ hóa (H) tăng. Khi bão hòa, B đạt tới Br (phần dư).

Góc phần tư thứ hai (đường cong khử từ): H giảm về 0 (B rơi xuống Br), sau đó đảo ngược (H âm). Đường dẫn trong góc phần tư này là đường cong khử từ-đây là nơi nam châm hoạt động khi được đặt trong mạch điện.

Góc phần tư thứ ba: H tiếp tục âm cho đến khi B đạt 0 (Hcb, độ cưỡng bức), sau đó tiếp tục bão hòa âm.

Góc phần tư thứ tư: H quét trở lại dương, hoàn thành vòng lặp.

Đối với thiết kế nam châm vĩnh cửu, chúng tôi tập trung hoàn toàn vào góc phần tư thứ hai (đường cong khử từ). Đường cong hiển thị B so với. -H (trường khử từ).

Có hai đường cong trên đồ thị khử từ:

Đường cong bình thường (Đường cong B{0}}H): B (tổng mật độ từ thông) so với H. Đây là đường cong bạn sử dụng để tính từ thông khe hở không khí và mật độ từ thông trong mạch từ. Nó bao gồm sự đóng góp của từ trường riêng của nam châm. Đường cong pháp tuyến được sử dụng để tìm điểm vận hành (Bop và Hop) với đường tải.

Đường cong nội tại (đường cong J-H hoặc M-H): J (từ hóa hoặc B - μ0H) so với H. Đường cong này biểu thị mômen từ thực tế của vật liệu, không bao gồm trường khử từ. Đường cong nội tại xác định khả năng chống khử từ: điểm đầu gối nằm trên đường cong nội tại.

Tại sao cả hai đều quan trọng: Một nam châm có Br cao và đường cong pháp tuyến cao vẫn có thể dễ bị khử từ nếu đường cong nội tại có điểm uốn sớm. Đối với nam châm động cơ (có trường ngược), đường cong nội tại quan trọng hơn đường cong thông thường.

Điểm đầu gối là nơi đường cong khử từ bắt đầu "rơi" mạnh. Bên dưới đầu gối, từ thông của nam châm giảm nhanh chóng khi trường khử từ tăng nhẹ và quá trình khử từ là không thể đảo ngược-ngay cả khi trường đảo ngược bị loại bỏ, nam châm không phục hồi hoàn toàn.

Trên đường cong nội tại, đầu gối là nơi đường cong bắt đầu dốc xuống. Giá trị H ở đầu gối thường được gọi là "độ cưỡng chế nội tại" (Hcj) trong điều kiện thực tế (mặc dù Hcj là trường tại đó J=0, chứ không phải bản thân đầu gối). Đối với nam châm chất lượng cao-, điểm gấp gần bằng Hcj. Đối với nam châm cấp thấp-, điểm uốn xuất hiện trước Hcj.

Để vận hành an toàn, điểm vận hành của nam châm phải luôn ở trên đầu gối của đường cong nội tại. Nếu trường khử từ đẩy nam châm xuống dưới đầu gối, có thể xảy ra tổn thất không thể khắc phục được từ 10-50%.

Giá trị đầu gối điển hình:

N35: đầu gối tại H ≈ 10 kOe (đường cong nội tại); đường cong bình thường vẫn tuyến tính.

N52: điểm uốn ở H ≈ 6-7 kOe (đường cong nội tại) - nguy cơ khử từ cao hơn.

SmCo 2:17: đường cong nội tại không có điểm uốn xuống H=0 - hoàn toàn tuyến tính, an toàn trong mọi trường ngược.

Hệ số thẩm thấu (còn gọi là độ dốc đường tải) mô tả cách mạch từ của nam châm (bao gồm các khe hở không khí, sắt phía sau và các vật liệu xung quanh) ảnh hưởng đến điểm vận hành. Nó được định nghĩa là:

Hệ số thấm, Pc=B / H (trong góc phần tư thứ hai, với đơn vị mật độ từ thông chia cho cường độ trường).

Pc cao (đường tải dốc, ví dụ Pc > 10): Nam châm hoạt động ở mật độ từ thông cao (gần Br) và trường khử từ thấp. Điều này xảy ra trong các mạch kín có mặt sau bằng sắt tốt và các khe hở không khí nhỏ. An toàn nhưng sử dụng hết tiềm năng của nam châm.

Pc thấp (đường tải phẳng, ví dụ Pc < 1): Nam châm hoạt động ở mật độ từ thông thấp hơn và trường khử từ cao hơn. Điều này xảy ra khi có khe hở không khí lớn hoặc không có sắt phía sau. Nguy cơ khử từ.

Để sử dụng dòng tải:

Tính hệ số thấm từ hình học mạch từ của bạn (sử dụng FEA hoặc công thức phân tích).

Vẽ một đường thẳng từ điểm gốc trên đồ thị B-H có độ dốc Pc.

Giao điểm của đường tải với đường cong khử từ là điểm vận hành (Bop, Hop).

Kiểm tra xem điểm này có nằm phía trên đầu gối trên đường cong nội tại hay không. Nếu không nam châm sẽ bị khử từ. Tăng độ dày nam châm, giảm khe hở không khí hoặc chọn cấp độ-Hcj cao hơn.

Ví dụ: Một nam châm động cơ N42SH (Hcj=20 kOe) có đường tải Pc=2. Điểm vận hành là H≈7 kOe, B≈14 kGs. Đầu gối ở mức H≈10 kOe. Điểm vận hành ở trên đầu gối-an toàn. Nếu Pc giảm xuống 1 (khe hở không khí lớn), điểm vận hành sẽ di chuyển đến H≈12 kOe-dưới đầu gối-không an toàn. Thay vào đó hãy sử dụng N42UH (Hcj=25 kOe).

Đối với các nhà sản xuất động cơ và cảm biến, chúng tôi cung cấp mô phỏng FEA và phân tích dòng tải. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng loại và hình dạng tối ưu để đảm bảo điểm vận hành luôn ở trên đầu gối ở mọi nhiệt độ vận hành (bao gồm cả-trường hợp ngược lại trong trường hợp xấu nhất).

Để biết thêm về đường cong khử từ và phân tích đường tải, vui lòng truy cập trang chủ Phân tích phần tử hữu hạn và TechBlog trên trang web của chúng tôi.

Để yêu cầu phân tích khử từ cho thiết kế nam châm của bạn-bao gồm lựa chọn cấp độ và tính toán đường tải-hãy gửi cho chúng tôi hình dạng mạch từ và nhiệt độ vận hành của bạn. Nhóm kỹ thuật của chúng tôi cung cấp báo cáo rủi ro khử từ đầy đủ.

Hỏi: Sự khác biệt giữa Hcb và Hcj là gì?
A: Hcb (độ cưỡng bức) là trường ngược cần thiết để giảm B về 0 (trên đường cong bình thường). Hcj (độ cưỡng chế nội tại) là trường ngược cần thiết để giảm J (từ hóa) xuống 0 (trên đường cong nội tại). Hcj luôn cao hơn Hcb. Hcj là chỉ số tốt hơn về khả năng chống khử từ.

Hỏi: Nhiệt độ và đường cong khử từ có liên quan như thế nào?
Trả lời: Khi nhiệt độ tăng thì Br và Hcj đều giảm. Đầu gối di chuyển xuống thấp hơn trên trục H{1}}và đường cong nội tại giảm xuống. Để vận hành ở nhiệt độ-cao, hãy chọn loại có đủ Hcj ở nhiệt độ vận hành. Chúng tôi cung cấp các đường cong khử từ đã được hiệu chỉnh theo nhiệt độ- cho từng cấp độ.

Hỏi: Tôi có thể khử từ một nam châm bằng cách thao tác dưới đầu gối chỉ một lượng nhỏ không?
Đ: Vâng. Ngay cả một sự di chuyển ngắn dưới đầu gối cũng có thể gây ra tổn thương không thể phục hồi. Sự mất mát tỷ lệ thuận với diện tích dưới đầu gối. Đối với các ứng dụng quan trọng-an toàn (hàng không vũ trụ, ô tô), chúng tôi thiết kế với biên độ 20% trên đầu gối ở-nhiệt độ và tải trọng xấu nhất.