Вопрос №3: Объясните работу магнита на внешнюю магнитную цепь.

Чтобы получить постоянный магнит, необходимо намагнить магнитотвердый материал. Рассмотрим замкнутый кольцевой сердечник из магнитотвердого материала, на котором размещена обмотка с числом витком ω 1 (рис. 5.1. а, состояние 1). Если подать на обмотку постоянный ток I1, способный довести сердечник до насыщения, то магнитное состояние любого элементарного объема материала будет характеризоваться рабочей точкой 1 на кривой намагничивания, имеющей координаты Bs, Hs (рис. 5.1, б). При этом Hs=I1 ω 1/ l 1, где l 1-длина средней силовой линии в сердечнике. Если отключить обмотку (I1=0, рис.5.1, а, состояние 2), то рабочая обмотка переместится по петле гистерезиса в точку 2 с координатами Hs=0; B=Br. При этом внутри сердечника замыкается магнитный поток Фr, соответствующий остаточной индукции Br; магнитные свойства магнита во внешнем пространстве не проявляются: удельная магнитная энергия равна нулю. Разрежем сердечник, создав зазор δ(рис. 5.1, а, состояние 3). Согласно закону полного тока Hδδ+Hм l м=0, отсюда напряженность в магните Hм=-Hδδ/ l м<0. Таким образом, при введении воздушного зазора происходит размагничивание материала. При этом рабочая точка перемещается по кривой размагничивания в точку 3. При определенном зазоре эта точка может совпадать с точкой, соответствующей максимуму удельной энергии, развиваемой магнитом во внешнем пространстве (рис.5.1, б). Чем больше зазор, тем больше отрицательная напряженность магнита и тем ниже на кривой размагничивания находится рабочая точка.

Если теперь зазор заполнить магнитомягкими вставками (рис. 5.1, а, состояние 4), то размагничивание материала уменьшится. Однако вследствие необратимости процессов перемагничивания рабочая точка переместится вверх не по кривой размагничивания, а по нижней ветви частичной петли гистерезиса (рис 5.1, б). После удаления вставок рабочая точка опять вернется в положение 3 по верхней ветви частичной петли

Рис.5.1. физическая модель магнита (а) и кривая намагничивания (б)

Вопрос №4: Как определяется точка отхода прямой возврата?

Кривые размагничивания и линии возврата лежат в основе расчетов магнитных цепей с постоянными магнитами. Однако существующие нормативные документы нормируют только три точки кривой размагничивания (Br,0;0,Hc;Bd,Hd) без указания данных, характеризующих линии возврата. Поэтому на практике при исследовании систем с постоянными магнитами используют расчетные кривые размагничивания равнобокой гиперболой: B=Br=(Hc-H)/(Hc-a0H), где B и H-текущие координаты (при расчете постоянных магнитов значения H на отрицательной полуоси абсцисс условно считают положительными); a0-остаточный коэффициент, характеризующий асимптоты гиперболы: a0=Br/Bs=(2√γм-1) γм.

Коэффициент формы кривой размагничивания γм=(BY)m/(BrHc)=(BdHd)/(BrHc) характеризует выпуклость предельной петли гистерезиса. Уравнения линии возврата может быть записано через координаты точки отхода прямой возврата B3, H3 (рис.5.1,б): B=B3+μв(H3-H), или через остаточную индукцию возврата: B=Bв-μвH. Магнитную проницаемость магнита на прямой возврата принимают постоянной μв=Br(1-a0)/Hc.

Вопрос №5: Для чего магниты стабилизируют?

Для повышения устойчивости свойств постоянных магнитов их подвергают стабилизации.

Стабилизация по существу сводится к такому его размагничиванию, которое превосходит максимально возможное размагничивание магнита в процессе его эксплуатации. В электрических машинах постоянные магниты стабилизированы, и поэтому рабочая точка магнитного состояния магнита всегда находится на прямой возврата.