Старение и стабилизация магнитов

Под старением понимают явление уменьшения магнитного потока магнита с течением времени. Это явление определяется рядом причин.

Структурное старение. Материал магнита после закалки или отливки имеет неравномерную структуру. Со временем эта неравномерность переходит в более стабильное состояние, что приводит к изменению значений B и H.

Механическое старение. Происходит вследствие ударов, толчков, вибраций и влияния высоких температур, которые ослабляют поток магнита.

Магнитное старение. Определяется влиянием внешних магнитных полей.

Стабилизация магнитов. Всякий магнит перед установкой его в аппарат должен быть подвергнут дополнительному процессу стабилизации, после которого увеличивается сопротивляемость магнита уменьшению потока.

Структурная стабилизация. Заключается в дополнительной термической обработке, которая проводится до намагничивания магнита (кипячение закаленного магнита в течение 4 ч. после закалки). Сплавы на основе стали, никеля и алюминия не требуют структурной стабилизации.

Механическая стабилизация. Намагниченный магнит, перед установкой в аппарат, подвергается ударам, сотрясениям, вибрации в условиях, близких режиму работы.

Магнитная стабилизации. Намагниченный магнит подвергают действию внешних полей переменного знака. После чего магнит становится более устойчивым к воздействию внешних полей, к температурным и механическим воздействиям.

Вопросы для самоконтроля

6.5.1. Как производится намагничивание постоянных магнитов?

6.5.2. Нарисуйте кривую размагничивания постоянного магнита и покажите на ней остаточную индукцию, индукцию насыщения и коэрцитивную силу.

6.5.3. Как определяется магнитная индукция в среднем сечении и индукция в воздушном зазоре постоянного магнита?

6.5.4. Как определяется магнитная энергия в воздушном зазоре постоянного магнита?

6.5.5. Кривые частных циклов намагничивания и размагничивания постоянного магнита.

6.5.6. Чем обусловлено старение постоянного магнита?

6.5.7. Стабилизация постоянных магнитов.

6.6. Примеры расчета [6]

6.6.1. Для полого цилиндрического магнита длиной l_пм = 2,8∙10^{-2 м с наружным диаметром} D_пм = 1∙10^{-2 м и внутренним диаметром} d_пм = 0,4∙10^{-2 м найти рабочую точку А}_о на кривой размагничивания и поток Ф_о в нейтральном сечении. Материал магнита – сталь ЮНД4.

Решение. Отношение внутреннего диаметра магнита к наружному

.

По кривым зависимости проницаемости формы от отношения размеров m_ф = f(∆_пм) [6] находим m_ф = 12. Тогда, расчетное значение проницаемости формы определим по выражению

Рис. 81. К определению рабочей Определяем угол наклона луча, прове-

точки магнита денного на графике B = f(H) (рис. 81) из

начала координат до пересечения с кривой размагничивания

,

где Тл/(А/м) – отношение масштабов по оси индукции и по оси напряженности магнитного поля (рис. 81).

Отложив угол на рис. 81 и проведя луч из начала координат до пересечения с кривой B = f(H), находим рабочую точку А_о с координатами

B_о = 0,35 Тл и H_о = 19 кА/м.

Поток Вб, где

м².

6.6.2. По коэффициенту возврата для магнита из стали ЮНД4

ρ_в = 5,60∙10^-6 Гн/м для магнита, рассмотренного в задаче 6.6.1, рас-

считать и построить линию возврата из точки отхода А₀ (B₀ = 0,35 Тл, H₀ = 19 кА/м) и найти внутреннее магнитное сопротивление магнита R_пм.

Решение.Проводим на рис. 81 луч А₀А_в под углом β, равным

,

где k_м = 10∙10^-6 Тл/(А/м) – масштабный коэффициент для рис. 81.

Сопротивление найдем по формуле Гн^-1,

где м и м² (см. пример 6.6.1).