永磁曲线拐点通量密度
曲线拐点通量密度是永久磁铁内的通量密度值,低于此值时,消磁过程变为不可逆转。
当场 为非零时,永磁体中的磁通量密度 随场线性变化,如下所示:
和 之间的关系被称为磁本构关系。
当磁场 与磁化方向(剩磁方向)相反时,磁通密度幅值会减小(这被称为消磁过程)。当磁体消磁强度很大时,本构关系的线性度不再保持,磁体会发生不可逆转的变化。此不可逆的消磁的结果是,在移除外部场后,磁体通量密度不会返回到其原始剩磁值。该永磁体内通量密度值(低于此值时消磁过程变为不可逆转)被称为曲线拐点通量密度。
磁体的曲线拐点通量密度 可以取决于温度。如果磁体的剩磁 或磁导率 (或两者)取决于温度 ,则可以从标准曲线拐点通量密度 、标准温度 、剩磁 和磁导率 获得曲线拐点通量密度。
其中, 为本质通量密度标度, 为标准温度曲线拐点场强, 强度/本质通量标度比, 为场强比率, 为曲线拐点场强。实际上,由于模型和测量错误,物理量 从上下两方给定限值(当 取 的一些极值时)。
仅当 时,此值才为有限。
当剩磁和磁导率都与温度无关时,曲线拐点通量密度等于标准曲线拐点通量密度 。如果只有导磁率与温度相关,则 , 。如果只有剩磁与温度相关,则 和 。
曲线拐点温度调整的缩放
曲线拐点温度调整的缩放方法基于与一组温度对应的固有 B-H 曲线在水平和垂直方向上适当标准化后合并(折叠)成单条线的方法理论。垂直 ( ) 和水平 ( ) 温度相关比例系数为:
其中:
- 为剩余通量密度,即温度相关 y 曲线截距。
- 为固有矫顽力,即温度相关 x 曲线截距。
- 为选定的标准参考温度(默认情况下为 20°C)。
这种温度相关调整缩放的假设通常在合理精度范围内是正确的,并且已为行业和电磁社区所接受和采用。
有时很难获得固有矫顽力 来计算水平 ( ) 比例。因而改用标准化固有 B-H 曲线折叠的属性,根据可用的初始磁导率温度相关数据 ( 处 B-H 曲线的差分磁导率)来重构 。
在只提供了 和 情况下,上述重构 和 的方法是唯一可行的方法。但是,它依赖于标准化固有 B-H 曲线折叠理论的二阶精度。当 派生自 和 的正确值(例如,从制造商电子表格获得时)并用作 Simcenter STAR-CCM+ 的输入时,该方法精确。
但是,当直接从 B-H 曲线提取 时,可能会导致大量错误。实际上,在具有完整的 B-H 曲线数据的所有分析的案例中,温度调整方法经被证明状况不佳,因此并不可靠。必须谨慎操作,并了解行数据先前是如何获取的。在不确定性的情况下,简单的常数(与温度无关)值可能更可靠。