6.2. Свободная магнитная энергия

Это та энергия, которую отдает магнит в воздушных зазорах. При расчете постоянных магнитов, выборе материалов и требуемых соотношений размеров стремятся к максимальному использованию материала магнита, сводящемуся к получению максимального значения свободной магнитной энергии.

Магнитная энергия, сосредоточенная в воздушном зазоре, пропорциональна произведению потока в зазоре и МДС:

(151)

Учитывая, что

; . (152)

получаем

(153)

где V – объем магнита.

М атериал магнита характеризуется магнитной энергией, отнесенной к единице его объема. Пользуясь кривой размагничивания можно построить кривую W_м=f(B) при V=1 (рис.58). Кривая W_м=f(B) имеет максимум при каких-то значениях B и H, которые обозначены B₀ и H₀. Практически применяется способ нахождения B₀ и H₀ без построения кривой W_м=f(B). Точка пересечения диагонали четырехугольника, стороны которого равны B_r и H_c с кривой размагничивания достаточно близко соответствует значениям

Рис.58 B₀ и H₀. Остаточная индукция B_r в относительно малых пределах (1-2,5), а коэрцитивная сила H_c в больших (1-20). Поэтому различают материалы низкокоэрцитивные, у которых W_м (кривая 2), высококоэрцитивные, у которых W_м больше (кривая 1).

6.3. Кривые возврата

В процессе работы может меняться воздушный зазор. Допустим, что до введения якоря индукция была , при введении якоря зазор δ изменяется и такому состоянию системы соответствует угол α₂ (рис.59) и большая индукция. Однако увеличение индукции происходит не по кривой размагничивания, а по некоторой другой кривой b₁cd, называемой кривой возврата. При полном замыкании (δ=0) мы имели бы индукцию B₂. При изменении зазора в обратном направлении индукция меняется по кривой dfb₁.

Кривые возврата b₁cd и dfb₁ являются кривыми частных циклов намагничивания и размагничивания. Ширина петли обычно не

Рис.59 велика и петлю можно заменит прямой b₁d. Отношение ΔB/ΔH называется обратной проницаемостью магнита.

6.4. 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 подвергается перед установкой в аппарат 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.