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工作点负载线与磁导Pc

永磁体是在开路状态下工作的,由于开路状态的磁体是在退磁场的作用下,所以工作状态下永磁体的磁感应强度不是在闭路状态的Br点上,而是在比Br低的退磁曲线上的某一点,这一点称为永磁体的工作点,如下图中的D点。

显然,工作点与退磁曲线的形状和工作状态的磁体的退磁场大小有关。工作点处的BD和HD应满足下列两式:

BD=μ0(HD+MD)HD=-NMD其中MD是在HD作用下永磁体的磁化强度,N是退磁因子。将HD=-NMD带入BD=μ0(HD+MD)中可得BD=μ0HD(1-1/N),可见联结工作点D与原点O的直线斜率是μ0(1-1/N)。这条直线,即OD线称为负载线,它的斜率与永磁体的退磁因子(点击了解相关知识)有关。负载线的斜率又称为磁导,用Pc表示:

Pc=BD/HD=μ0(1-1/N)

下图为两种形状的永磁体Pc与其尺寸比的关系

说明1:图1是Joseph理论曲线及钐钴和铝镍钴磁体,图2是钕铁硼磁体

说明2:以上图片摘自《烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术》周寿增等编著,年出版

工作点P的阴影矩形面积即磁能积(BH),上图右侧是以(BH)为横坐标、以B为纵坐标的B-(BH)曲线,曲线上横坐标的最大值即最大磁能积(BH)max。工作在P点的磁体在气隙中产生的磁场能量正比于(BH)与磁体体积的乘积,在磁场能量相同的应用中,工作在最大磁能积对应的工作点,磁体体积最小,或在相同应用中,(BH)max越大的磁体可提供的磁场能量也越大。因此,在条件允许的情况下,为了充分发挥永磁材料的作用,应尽量使磁体工作在(BH)max对应的工作点附近,换句话说,也就是工作点D对应的B和H的乘积绝对值越接近(BH)max值越好。



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