如何读懂磁滞回曲线(磁化曲线、退磁曲线、内禀曲线)


硬磁性材料,如钕铁硼磁钢,有两个显著特征,一是在外磁场作用下能被强烈磁化,另一个是磁滞,即撤走外磁场后硬磁材料仍保留磁化状态,下图为硬磁材料的磁感应强度B与磁化场强度H之间的关系曲线。
当磁场按Hs→Hc→O→-Hc→-Hs→-Hc→O→Hc→Hs次序变化,相应的磁感应强度B则沿闭合曲线S-HcS`HcS变化,这条闭合曲线被称为磁滞回线。

起始磁化曲线

图中的原点0表示磁化之前硬磁物质处于磁中性状态,即B=H=0,当磁场H从零开始增加时,磁感应强度B随之缓慢上升,如线段oa所示,继之B随H迅速增长,如ab所示,其后B的增长又趋缓慢,并当H增至Hs时,B到达饱和值Bs,这条红色曲线称为起始磁化曲线。

磁滞

当磁场从Hs逐渐减小至零,磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“0”点,而是沿另一条新的曲线SR下降,比较线段OS和SR可知,H减小B相应也减小,但B的变化滞后于H的变化,这现象称为磁滞,磁滞的明显特征是当H=0时,B不为零,而保留剩磁Br。
退磁曲线

当磁场反向从O逐渐变至-Hc时,磁感应强度B消失,说明要消除剩磁,必须施加反向磁场,Hc称为矫顽力,它的大小反映磁性材料保持剩磁状态的能力,紫色线段称为退磁曲线。

基本磁化曲线

对同一铁磁材料以不同的磁场强度Hm分别进行多次反复磁化,可得到多个大小不等的磁滞回线,如下图。将各磁滞回线的顶点连接起来,所得到的一条曲线称为基本磁化曲线或平均磁化曲线。基本磁化曲线和起始磁化曲线不是一条线,但二者差别不大,直流磁路计算时所用的磁化曲线都是基本磁化曲线。

内禀曲线

永磁材料在外磁场作用下被磁化后产生的内在磁感应强度,称为内禀磁感应强度Bi,又称磁极化强度J。描述内禀磁感应强度Bi(J)与磁场强度H关系的曲线是反应永磁材料内在磁性能的曲线,称为内禀退磁曲线,简称内禀曲线。

内禀退磁曲线上磁极化强度J为0时,相应的磁场强度称为内禀矫顽力Hcj。
不同温度下的退磁曲线

一般说来,永磁材料生产厂家会提供各牌号产品在不同使用温度下的退磁曲线,如下图。看似复杂,但本质就是将多个退磁曲线和内禀曲线放在一张图上呈现。

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