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退磁曲线

发布时间: 2020-08-27 11:44

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  磁性合金的磁滞回线第二或第四象限那部分的曲线。一般是指用一个单调变化的磁场从饱和状态退磁的情形。

  常用磁通密度B,磁极化强度,或磁化强度M随外磁场强度H反向单调变化关系B—H,J—H或M—H曲线表示。退磁曲线所描述的是反磁化过程的前一段过程(图1),为从剩余磁化强度Mr开始,M退到等于零的过程。它是磁性材料重要的特性曲线,因为由退磁曲线上确定的一些技术磁性参量是永磁合金不同应用的重要表征。主要技术磁性参量为:

  剩余磁通密度 剩余磁通密度(剩余磁感应强度)B’r[剩余磁极化强度J’r][剩余磁化强度M’r ],即磁性合金中当外加磁场强度(包括自退磁场强度)为零时的磁通密度(磁感应强度)[磁极化强度][磁化强度],一般,B’r=J’r=μ0M’r,单位为T。

  顽磁Br 对应于饱和状态退磁曲线上得到的剩余磁通密度值,单位为T。一般在永磁合金中,Br被简称为剩磁。

  剩磁比R’r 在指定的磁场强度下,剩余磁通密度B’r与该场下最大磁通密度Bm之比,R’r=B’r/Bm。对应于饱和磁化条件下的剩磁比为Rr=Rr/Bs,此值为无量纲。在半硬磁合金中R’r也被称为矩形比,它表示在外磁场去掉后合金中磁化强度保留的程度。

  矫顽场强度H’CB[H’CJ][HCM] 磁通密度B[磁极化强度J][磁化强度M]为零时的磁场强度、单位为A/m。如图1所示,矫顽场强度相应于磁通密度B[磁极化强度J][磁化强度M]的退磁曲线与H轴的交点的值。

  矫顽力HCB[HCJ][HCM] 相应于饱和状态退磁曲线上得到的矫顽场强度,单位为A/m。HCB通常称作磁感矫顽力,HCJ或HCM称作内禀矫顽力。

  BH积(磁能积) 在永磁体(永磁合金磁化后保持剩磁的磁体)的退磁曲线的任意点上磁通密度B与对应的磁场强度H的乘积。它是表征永磁合金单位体积对外产生的磁场中总储存能量的一个参数,单位为kJ/m3。单位体积永磁体在它产生的外磁场中储存的能量为W=BH/2。以永磁体的退磁曲线上各点的BH积值为横坐标,以对应点的磁通密度B为纵坐标而作出的曲线)称为磁能积曲线(BH积曲线)。

  最大磁能积(BH)max 在退磁曲线上得到的BH积的最大值,单位为kJ/m3。在退磁曲线上确定最大磁能积点的方法,通常有5种:(1)由磁能积曲线)由B-H退磁曲线上,于且与Br点分别作坐标横轴与纵轴的平行线,得交点P’,作原点O与该矩形对角点的连线P’,它与退磁曲线相交于P点,P点对应的BH积可近似作为该退磁曲线)在B-H第二象限内,备作一族B=(BH)/H的等磁能积双曲线,由同一坐标象限内退磁曲线与双曲线族的交切点,对应的双曲线的磁能积,即为最大磁能积。(4)在J-H第二象限内,备作一族J=[(BH)+H]/H的等磁能积双曲线,由同一坐标象限内的l,一H退磁曲线与双曲线族的交切点,对应的双曲线的磁能积,即为最大磁能积。(5)对于具有高HCJ高取向材料的J-H退磁曲线,在第二象限J=[(BH)+H ]/H的等磁能积双曲线,可得最低J值点和退磁曲线=(BHmax );因此可以在J-H的第二象限内作H=J/2的斜线,它与退磁曲L线的交点d,即为最大磁能积点。(BH)max=Hd=Jd4。

  凸度因子γ 永磁体的最大磁能积(BH)max对顽磁Br,与矫顽力HCB乘积的比值,γ =(BH)max/BrHCB,此值为无量纲。γ被用来描述退磁曲线的形状。但是对于高矫顽力材料,上述定义很不实用,例如对于矫顽力HCB=Br/μ0的永磁合金,其凸度因子可能的最大值为0.25。因此γ接近1并不能表示退磁曲线具有理想形状。因此附加一个凸度系数,γJ=(JH)max/BrHCJ,该系数的最大理论值为1。

  负载线 永磁体磁化状态改变时,给定磁路中的永磁合金工作点的轨迹。永磁体在应用中通常作为一个开路元件,工作于某一磁路要求的退磁状态,若其退磁因子为N,在B-H退磁曲线的第二象限内,由原点作H=(N/1一N)B的直线,作为永磁体的负载线)。

  工作点 永磁体的退磁曲线B-H与负载线的交点,它表示永磁体在工作时的磁化状态。通常工作点都设计在退磁曲线中最大磁能积点的上方,而靠近该点。这样可尽量利用永磁体的储存能量,当受外磁场干扰时,其磁化强度或磁通密度又不至于下降得很多,保持磁性稳定。

  退磁曲线上对应于永磁体某磁化状态的工作点,当通过磁路的磁阻减小或外退磁场的降低,使其内磁场减小而达到的磁化状态。回复状态并不沿原退磁曲线的轨迹变化。当内磁场增加,使永磁体回到原先磁化状态的工作点,其磁化状态往复改变的轨迹退为一局部磁滞回线,称为回复线(曲线)。对于高矫顽力的永磁合金的回复曲线接近于直线。回复线的斜率称为回复磁导率μrec,单位为H/m,它反映了永磁体内部磁化状态受外磁场影响的稳定性(图3)。

  回归矫顽力HCC 由单畴细颗粒集成的永磁体,其F-H退磁曲线延伸的第三象限,通过零点的回复线所对应点的磁场强度,单位为kA/m。

  回归系数γ 永磁体的内禀矫顽力与其回归矫顽力之比,μ=HCJ/HCC,它反映了集成的永磁体中单畴细颗粒的取向排列程度。该系数的理论值为1,此值为无量纲。由回归矫顽力Hcc点退磁是永磁合金退磁的有效方法之一。