|
|
|
磁性材料的靜態(tài)磁參數(shù)</P><P> 磁性材料在穩(wěn)恒磁場(chǎng)作用下所定義和測(cè)量得到的磁參數(shù)不計(jì)及磁化的時(shí)間效應(yīng)，就是所謂的靜態(tài)磁參數(shù)，或稱直流磁參數(shù)。<BR> 若作用在材料樣品上的外加磁化場(chǎng)強(qiáng)度Ｈ由零單調(diào)地增加，則被磁化的樣品上的磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ也由零增加，兩者構(gòu)成的關(guān)系曲線就是起始磁化曲線。<BR> 若每增加一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，強(qiáng)經(jīng)反復(fù)換向而使樣品的磁感應(yīng)強(qiáng)度處在該狀態(tài)下的穩(wěn)定的數(shù)值上，實(shí)際性能測(cè)量時(shí)的這種反復(fù)換向的操作稱為磁鍛煉，這樣得到的Ｂ和Ｈ之間的關(guān)系曲線就叫作基本磁化曲線，又稱換向磁化曲線。<BR> 在很低的磁化場(chǎng)下，磁化是可逆的，即Ｈ減為零，Ｂ也退為零，它們之間呈線性關(guān)系，沒(méi)有滯后現(xiàn)象。這一低磁場(chǎng)的區(qū)域的大小隨材料和材料的狀態(tài)而異。在此區(qū)域中，磁導(dǎo)率（即表示磁化難易程度的一個(gè)磁參數(shù)）為常數(shù)，通常定義該磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率μi： </P><P> (1) </P><P> 在較高磁化場(chǎng)強(qiáng)度下，磁化場(chǎng)強(qiáng)度減為零，磁感應(yīng)強(qiáng)度不再退為零，而保留有一定的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。在這個(gè)區(qū)域中測(cè)得的起始或基本磁化曲線上，過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)Ｏ作直線與其相切，可得最大磁導(dǎo)率μm（圖1）。磁化場(chǎng)強(qiáng)度再增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度也有增加。當(dāng)磁化場(chǎng)強(qiáng)度到達(dá)飽和磁化場(chǎng)強(qiáng)度Hs時(shí)，對(duì)應(yīng)此時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱技術(shù)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs，在工程技術(shù)上就簡(jiǎn)稱為飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。此后，磁場(chǎng)強(qiáng)度再增大，磁感應(yīng)強(qiáng)度雖有增加，但已與H成線性關(guān)系，這一階段工程技術(shù)上用途不大。<BR> 若磁化場(chǎng)強(qiáng)度在+Hs和-Hs往返變化時(shí)，將形成通稱的磁滯回線。不同的磁化場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)有不同大小的磁滯回線。并且，磁化場(chǎng)強(qiáng)度從+Hs開(kāi)始減少到零再反向增大所對(duì)應(yīng)的部分磁滯回線稱回線的下降支；而從-Hs開(kāi)始絕對(duì)值減少到零再正向增大所對(duì)應(yīng)的部分磁滯回線稱回線的上升支。磁滯回線上對(duì)應(yīng)于H=0的磁感應(yīng)強(qiáng)度為剩磁Br，對(duì)應(yīng)于B=0的反向磁化場(chǎng)強(qiáng)度為矯頑力Hc。<BR> 上面所說(shuō)的對(duì)應(yīng)飽和時(shí)的正常磁滯回線又稱極限磁滯回線。極限磁滯回線上的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br和矯頑力Hc，再加上基本磁化曲線上的初始磁導(dǎo)率μi和最大磁導(dǎo)率μm，對(duì)某一具體材料的樣品來(lái)說(shuō)，都是唯一的。所以，常把這五個(gè)參數(shù)作為考核軟磁材料靜態(tài)磁性能好壞的主要參數(shù)。為測(cè)試方便，在我國(guó)，初始磁導(dǎo)率μi對(duì)高導(dǎo)磁材料規(guī)定在磁化場(chǎng)強(qiáng)度為0.0796A/m、對(duì)一般軟磁材料規(guī)定在0.796A/m的數(shù)值下進(jìn)行測(cè)量。在國(guó)外，不少國(guó)家則規(guī)定在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2mT時(shí)的磁導(dǎo)率為初始磁導(dǎo)率。<BR> 極限磁滯回線上第二象限或第四象限中的那段曲線稱退磁曲線。退磁曲線有B-H和J-H曲線兩種（圖2），J為磁極化強(qiáng)度。B-H退磁曲線上每點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁化場(chǎng)強(qiáng)度H的乘積稱磁能積（BH），<BR> </P><P> 圖1 靜態(tài)磁化曲線和磁滯回線示意圖 圖2 硬磁材料的B-H、J-H退磁曲線和（BH）<BR> 曲線示意圖 </P><P> 其中的最大者叫最大磁能積（BH）maxo于是，退磁曲線上的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br、矯頑力HcB和最大磁能積（BH）max三者構(gòu)成考核硬磁材料性能的主要磁參數(shù)。<BR> 對(duì)應(yīng)退磁曲線上最大磁能積那點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁化場(chǎng)強(qiáng)度的坐標(biāo)值通常用Bd和Hd來(lái)表示。在永磁磁路的設(shè)計(jì)中，磁體的靜態(tài)工作點(diǎn)都選在（BH）max點(diǎn)，即圖7-2的D點(diǎn)上，以便使磁體處于最佳工作狀態(tài)。設(shè)因某種原因，磁體的工作點(diǎn)處于B'點(diǎn)，一外加干擾磁場(chǎng)DH使磁體的狀態(tài)由B'到達(dá)E點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度改變了△B（圖2）�！鱄變化一周，構(gòu)成一個(gè)小的磁滯回環(huán)，稱回復(fù)曲線，由△B/△H稱回復(fù)磁導(dǎo)率μrec，μrec也被稱為可逆磁導(dǎo)率。顯然，μrec越接近于1，硬磁材料的磁性能越佳。在永磁材料，特別是超高矯頑力的稀土永磁材料的研制中，B-H退磁曲線常不滿足需要，而要求測(cè)量J-H退磁曲線，這時(shí)可根據(jù)公式B=μoH+J，由測(cè)得的B-H曲線求得J-H曲線。<BR> 除上述兩類軟磁和硬磁材料的靜態(tài)磁參數(shù)外，尚有若干結(jié)合材料具體應(yīng)用而提出的磁參數(shù)。其一是衡量材料磁滯回線方形程度的矩形比α</P><P> (2) </P><P> 很明顯，α的最大值為1。在要求鐵心具有矩形回線的場(chǎng)合，例如磁放大器、磁調(diào)制器的設(shè)計(jì)中，α是很重要的一個(gè)參數(shù)。并要求α趨于1。相反地，在用作單極性脈沖變壓器的鐵心中，又要求α趨于0，即要求磁滯回線扁平，同時(shí)要求剩磁增量磁導(dǎo)率μ△有較大的值，定義μ△如下：</P><P> (3) </P><P> 式中，Bn、Hn和Brn各為樣品基本磁化曲線上第n點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁化場(chǎng)強(qiáng)度及剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。<BR> 其次為微分磁導(dǎo)率μd，它定義為以磁化曲線或磁滯回線上任一點(diǎn)P為出發(fā)點(diǎn)（圖1），每增加或減少一個(gè)磁化場(chǎng)強(qiáng)度△H，可得相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度改變量△B，則μd可表示為：</P><P> (4) </P><P> 第三是磁滯回線的面積A1，實(shí)際上它是磁化一周，外加磁化場(chǎng)強(qiáng)度為克服磁性物體中存在的各種阻滯作用而消耗掉的能量，稱磁滯損耗Wh，單位為J/m3：</P><P> (5) </P><P> 是沿磁滯回線的一個(gè)面積分。設(shè)A1的單位為cm2，H坐標(biāo)每厘米代表HoA/m，B坐標(biāo)每厘米代表BoT，則式（5）的積分值為</P><P> (6) </P><P> 在分析軟磁材料的損耗組成時(shí)，Wh是必要的參數(shù)之一。而對(duì)在磁滯電機(jī)中用的鐵心，則要求測(cè)量對(duì)應(yīng)最大磁導(dǎo)率μm點(diǎn)的磁滯回線面積A1μmoA1μm與對(duì)應(yīng)該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bμm和磁化場(chǎng)強(qiáng)度Hμm乘積的4倍之比稱凸度系數(shù)Kr：</P><P> (7) </P><P> 由式可見(jiàn)，Kr越接近于1，材料在μm點(diǎn)處的磁滯回線就越方，用這樣的材料制成的磁滯電機(jī)的性能就越好。</P><P> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013442721579.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013442721579.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013451639970.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013451639970.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013454620804.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013454620804.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/20051301346625501.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/20051301346625501.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013462152703.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013462152703.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013463920321.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013463920321.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013472990721.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013472990721.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200513013474894645.gif" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200513013474894645.gif" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A>
|
|
|
