So lesen Sie eine B-H-Entmagnetisierungskurve für Permanentmagnete

Die Hystereseschleife verfolgt den magnetischen Zustand eines Materials, wenn das externe Magnetfeld erhöht, verringert und umgekehrt wird:

Erster Quadrant (anfängliche Magnetisierung): B steigt schnell von Null an, wenn das Magnetisierungsfeld (H) zunimmt. Bei Sättigung erreicht B Br (die Remanenz).

Zweiter Quadrant (Entmagnetisierungskurve): H wird auf Null reduziert (B fällt auf Br) und dann umgekehrt (negatives H). Der Pfad in diesem Quadranten ist die Entmagnetisierungskurve-hier wirkt der Magnet, wenn er in einen Stromkreis eingefügt wird.

Dritter Quadrant: H bleibt negativ, bis B Null erreicht (Hcb, die Koerzitivfeldstärke), dann geht es weiter bis zur negativen Sättigung.

Vierter Quadrant: H geht zurück auf positiv und schließt die Schleife ab.

Beim Permanentmagnetdesign konzentrieren wir uns ausschließlich auf den zweiten Quadranten (die Entmagnetisierungskurve). Die Kurve zeigt B gegen . -H (Entmagnetisierungsfeld).

Es gibt zwei Kurven im Entmagnetisierungsdiagramm:

Normale Kurve (B-H-Kurve): B (Gesamtflussdichte) vs. H. Dies ist die Kurve, die Sie zur Berechnung des Luftspaltflusses und der Flussdichte im Magnetkreis verwenden. Es beinhaltet den Beitrag des eigenen Feldes des Magneten. Die Normalkurve wird verwendet, um den Betriebspunkt (Bop und Hop) mit der Lastlinie zu finden.

Intrinsische Kurve (J-H- oder M-H-Kurve): J (Magnetisierung oder B - μ0H) vs. H. Diese Kurve stellt das tatsächliche magnetische Moment des Materials ohne das Entmagnetisierungsfeld dar. Die intrinsische Kurve bestimmt den Widerstand gegen Entmagnetisierung: Der Kniepunkt liegt auf der intrinsischen Kurve.

Warum beides wichtig ist: Ein Magnet mit einem hohen Br-Wert und einer hohen Normalkurve kann immer noch zur Entmagnetisierung neigen, wenn die intrinsische Kurve ein frühes Knie aufweist. Bei Motormagneten (die Umkehrfeldern ausgesetzt sind) ist die intrinsische Kurve wichtiger als die normale Kurve.

Am Kniepunkt beginnt die Entmagnetisierungskurve stark abzufallen. Unterhalb des Knies fällt der Magnetfluss bei einem kleinen Anstieg des Entmagnetisierungsfelds schnell ab und die Entmagnetisierung ist irreversibel.-Selbst wenn das Gegenfeld entfernt wird, erholt sich der Magnet nicht vollständig.

Bei der intrinsischen Kurve beginnt die Kurve am Knie steil abzufallen. Der H-Wert am Knie wird in der Praxis oft als „intrinsische Koerzitivfeldstärke“ (Hcj) bezeichnet (obwohl Hcj das Feld ist, bei dem J=0 ist, und nicht das Knie selbst). Für einen hochwertigen Magneten liegt das Knie nahe bei Hcj. Bei Magneten niedrigerer --Qualität tritt das Knie deutlich vor Hcj auf.

Für einen sicheren Betrieb muss der Arbeitspunkt des Magneten immer über dem Knie der Eigenkurve bleiben. Wenn das entmagnetisierende Feld den Magneten unter das Knie drückt, kann es zu irreversiblen Verlusten von 10-50 % kommen.

Typische Kniewerte:

N35: Knie bei H ≈ 10 kOe (intrinsische Kurve); Die normale Kurve bleibt linear.

N52: Knie bei H ≈ 6-7 kOe (intrinsische Kurve) – höheres Risiko einer Entmagnetisierung.

SmCo 2:17: Die intrinsische Kurve hat kein Knie bis hin zu H=0 -, völlig linear, sicher in jedem umgekehrten Feld.

Der Permeanzkoeffizient (auch Lastliniensteigung genannt) beschreibt, wie sich der Magnetkreis eines Magneten (einschließlich Luftspalten, Rückeisen und umgebenden Materialien) auf den Betriebspunkt auswirkt. Es ist definiert als:

Permeanzkoeffizient, Pc=B / H (im zweiten Quadranten, mit Einheiten der Flussdichte dividiert durch die Feldstärke).

Hoher Pc (steile Lastlinie, z. B. Pc > 10): Der Magnet arbeitet mit hoher Flussdichte (nahe Br) und niedrigem Entmagnetisierungsfeld. Dies geschieht in geschlossenen Kreisläufen mit gutem Rückschlusseisen und kleinen Luftspalten. Sicher, nutzt aber das volle Potenzial des Magneten.

Niedriger Pc (flache Lastlinie, z. B. Pc < 1): Der Magnet arbeitet mit niedrigerer Flussdichte und höherem Entmagnetisierungsfeld. Dies tritt bei großen Luftspalten oder bei fehlendem Rückeisen auf. Gefahr der Entmagnetisierung.

So verwenden Sie die Ladelinie:

Berechnen Sie den Permeanzkoeffizienten aus der Geometrie Ihres Magnetkreises (mithilfe von FEA oder analytischen Formeln).

Zeichnen Sie eine Linie vom Ursprung auf dem B-H-Graphen mit der Steigung Pc.

Der Schnittpunkt der Lastlinie mit der Entmagnetisierungskurve ist der Betriebspunkt (Bop, Hop).

Stellen Sie sicher, dass dieser Punkt auf der Eigenkurve über dem Knie liegt. Andernfalls entmagnetisiert sich der Magnet. Erhöhen Sie die Magnetdicke, verringern Sie den Luftspalt oder wählen Sie eine höhere Hcj-Klasse.

Beispiel: Ein N42SH-Motormagnet (Hcj=20 kOe) mit einer Lastlinie Pc=2.. Der Arbeitspunkt liegt bei H≈7 kOe, B≈14 kGs. Das Knie liegt bei H≈10 kOe. Der Arbeitspunkt liegt oberhalb des Knies-sicher. Wenn Pc auf 1 fällt (großer Luftspalt), verschiebt sich der Betriebspunkt auf H≈12 kOe-unterhalb des Knies-unsicher. Verwenden Sie stattdessen N42UH (Hcj=25 kOe).

Für Motoren- und Sensorhersteller bieten wir FEA-Simulation und Lastlinienanalyse an. Wir empfehlen die optimale Sorte und Geometrie, um sicherzustellen, dass der Betriebspunkt bei allen Betriebstemperaturen (einschließlich der ungünstigsten -Rückwärtsfelder) über dem Knie bleibt.

Weitere Informationen zu Entmagnetisierungskurven und Lastlinienanalysen finden Sie auf unserer Finite-Elemente-Analyse- und TechBlog-Homepage auf unserer Website.

Um eine Entmagnetisierungsanalyse für Ihr Magnetdesign anzufordern-einschließlich Sortenauswahl und Lastlinienberechnung-senden Sie uns Ihre Magnetkreisgeometrie und Betriebstemperatur. Unser Ingenieurteam erstellt einen vollständigen Entmagnetisierungsrisikobericht.

F: Was ist der Unterschied zwischen Hcb und Hcj?
A: Hcb (Koerzitivkraft) ist das umgekehrte Feld, das erforderlich ist, um B auf Null zu reduzieren (auf der Normalkurve). Hcj (intrinsische Koerzitivfeldstärke) ist das umgekehrte Feld, das erforderlich ist, um J (Magnetisierung) auf Null (auf der intrinsischen Kurve) zu reduzieren. Hcj ist immer höher als Hcb. Hcj ist der bessere Indikator für die Entmagnetisierungsbeständigkeit.

F: Wie hängen Temperatur und Entmagnetisierungskurve zusammen?
A: Mit steigender Temperatur nehmen sowohl Br als auch Hcj ab. Das Knie bewegt sich auf der H--Achse tiefer und die intrinsische Kurve sinkt. Wählen Sie für den Hochtemperaturbetrieb eine Sorte mit ausreichend Hcj bei der Betriebstemperatur. Wir stellen temperaturkorrigierte Entmagnetisierungskurven für jede Sorte bereit.

F: Kann ich einen Magneten entmagnetisieren, indem ich ihn nur geringfügig unterhalb des Knies betätige?
A: Ja. Selbst eine kurze Auslenkung unterhalb des Knies führt zu einem irreversiblen Verlust. Der Verlust ist proportional zur Fläche unterhalb des Knies. Für sicherheitskritische Anwendungen (Luft- und Raumfahrt, Automobil) konstruieren wir mit einem Spielraum von 20 % über dem Knie bei ungünstigsten{5}Case-Temperaturen und -Lasten.