磁鋼退磁溫度計算

這篇文章是基于2017年聲學樓十二周年年會中,Tymphany的陳植文發表的演講“一種揚聲器磁鋼退磁溫度的仿真方法”。提出了一種結合仿真預測釹鐵硼磁鋼退磁溫度的方法。本文復現了他的工作,并做了一些引申。




01

傳統計算方法



首先,很直接的,可以從釹鐵硼磁鋼供應商處拿到推薦的工作溫度范圍。比如不同等級磁鋼N<=80℃,M<=100℃,H<=120℃,SH<=150℃。但是這只是從矯頑力的角度來看。未考慮實際磁路工作狀態的負載。 

實際經驗表明,不同磁路中同樣等級磁鋼,其耐溫也是不同的。





所以,需要根據磁路具體工作狀態來計算。

  • 計算磁導系數Pc。通過對漏磁系數和磁阻系數的估算,對Pc進行估算。

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  • 在實測不同溫度下的退磁曲線中,作圖得到不同溫度下的工作點。從而得到其大致的退磁溫度范圍。


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從上述流程來說,存在過多估算。且最終只能得到比某個已經測量過退磁曲線的溫度高或低的判斷。實用程度不太高。



02


新計算方法


  • 首先需要對磁導系數Pc進行準確地仿真。

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對磁鋼進行磁導系數Pc的計算公式

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其中

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  • 然后根據剩磁溫度系數6.jpg,內稟矯頑力溫度系數7.jpg等參數和公式進行計算。




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可以得到磁鋼的退磁溫度Tm

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其中Tc為常溫,通常定義為20℃。ur是磁鋼磁導率,Hcj是內稟矯頑力,Br是剩磁。


計算表達式和演講中的表達式差異較大。原因是演講中Xc是估算的。


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而不同磁鋼的Xc是不一樣的,且同一磁鋼,不同溫度下的Xc也是不一樣的。將這個參數設置為固定值是存在問題的。


所以采用了一個近似的表達式來代替Xc。上述表達式中Ds=Hk/Hcj,為產品 J-H 退磁曲線方形度。Hk 為 J-H 退磁曲線上 J=0.9Br 時所對應的 H 值。




03


擴展嘗試


以一款N42H的磁鋼為例。規格書耐溫120℃。

  • 單磁鐵情況下磁導系數Pc是相當低的。耐溫會相對較低。


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  • 對不同Pc值的磁鋼耐溫進行研究。 隨產品應用的Pc值不同,其實際耐溫程度會有較大波動。

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  • 磁路越閉合,漏磁越小,磁阻越小,磁導系數Pc越大,耐溫越高。

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