永磁体充磁磁场分布的控制方法

《永磁体充磁磁场分布的控制方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、王晓明，史文祥，刘英，唐宇(哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001)MethodsforChangingDistributionofMagnetizingField

2、论，研究结果可用于充磁装置的改进和优化设。关键词:充磁:磁场分布;有限元分析中图分类号:TNB01.4+4文献标识码：A文章编号：1004-7018(2004)03-0003-04Abstract:Themagneticparametersandthefielddistributiontemiinedbythemagnetizingfixturecaninfluenceobviouslyontheperformanceofthepermanentmagnetdevice.Themethodisstudiedforgettingtherespectedma

3、gneticfielddistributionbytheinnerma^netizingfixtuii.Theprincipleofanalysisarerepresented.TheinfliEencescfthemagnetizingfixturedesignsarediscussed.Theresultscfstudycanbeusedfortheoptimizingdesignofmagnetizingfixtures.Keywords:magnetizing,magneticfielddistribution,finiteele2mentana

4、lysis1引言在以永磁电机等为代表的永磁装置用量不断增长以及永磁体应用领域不断拓展的背景之下1，永磁体充磁过程中相关技术问题研究的重要性和迫切性日益突出。通过充磁使之发挥最大效能和满足装置的整体性能要求，已成为永磁体部件设计及其改迸的主要技术内容4。~9以往设计中经验举足轻重，且要靠反复试验改进才能得到较理想的充磁装置。其中伴随着相当程度的盲目性，而且可能难迖预期目的8。充磁研究中，对充磁场进行深人分析和评价的文献并不多见。本文以永磁体内充磁装置为对象，借助广泛采用的有限元法4M，硏究充磁磁场分布与充磁头线圈结构尺寸及充磁电流等参数的关系，寻求控制充磁

5、磁场分布的方法。对与磁化过程相关的参数进行分析讨论。2分析对象方法和基本原理(1)充磁装置的基本结构用作研究的某牌号各向同性粘结NdFeB，其特性如图I所示。永磁体瓦片粘于机壳内，用内充磁头进行充磁，收稿曰期03-05基金项S:国家重大科技装备硏制项B(科技攻关)计划(Z201-20-04-02-02)图2是两极内充磁装置的基本模型。(2)截面二维有限元分析在不考虑端部效应的情况下，对图2所示的轴向截面二维进行分析，可展示场的分布图，也避免了逬行运算量巨大的三维分析6。分析中以直流面电流加载。(3)磁场边界条件根据两种媒质交界面上的磁场边界条件，当交界

6、面上无电流时由磁场折射定理1()1=1=1⑴tanaf-i处式中：分别为在第一和第二媒质中磁感应强度线和交界面法线的交角74災外、他分别为它们的磁导率和相对磁导率S为NdRB永磁材料和空气的磁导率接近真空中的磁导率，远小于充磁头铁心磁导率.根据式⑴，在铁心非饱和情况下，无论磁感应强度线在铁心中与交界面的法线成什么角度，在紧靠交界面的空气或永磁体中，磁感应强度线与交界面都是基本垂直的。(4)径向磁密和径向磁化强度对均匀的各向同性永久磁体，磁密〃与磁场强度〃和磁化强度的关系为B=M(2)式中：M为真空磁导率试(2)表明，〃可被看作是磁性材料的磁化强度与真空磁

7、化强度之和在图2的永磁电机应用中，气隙磁场分布将决定其运行性能，因而取永磁体内表面圆周径向磁密作为硏究史象So=Bxcos0+BySr⑶式中：汝为径向磁密，爪为磁密方向分量，^为磁密K方向分量々为汝与％轴正向的夹角。根据式(2)，表征永磁体被磁化程度的磁化强度永磁体充磁磁场分布的控制iM=B-f.^H(4)同样地，径向磁化强度=AGcos沒十Mysin汐(5)式中：紙为磁化强度％方向分量，叫为磁化强度r方向分量々为M与％轴正向的夹角。(2)邻域充磁场永磁体经过外磁场的磁化，饱和后去除外磁场，其磁化强度并不为零而是迖到剩余磁化强度风12，根据式(2)

8、,Mt=Br。要计算实际气隙磁场的分布，就要进行与磁化计算相反的逆运算，即将原先