7. П остоянные магниты, их характеристики. [7]

Общие сведения.

Для создания постоянного магнит­ного поля в некоторых электрических аппаратах использу­ются постоянные магниты. Постоянные магниты изготавливаются из магнитотвердых материалов, т. е. материалов, имеющих широкую петлю гистерезиса. В постоянных магнитах для создания магнитного поля не требуется непрерывное подведение электроэнергии. Опре­деленная энергия тратится только на первоначальное намаг­ничивание постоянного магнита. Магнитное поле магнита сохраняется бесконечно долго без затраты энергии извне.

Для намагничивания постоянного магнита в его теле создается магнитное поле, напряженность которого во мно­го раз превышает коэрцитивную силу магнитотвердого материала. После снятия этого поля материал постоянного магнита остается намагниченным. Намагничивание постоян­ных магнитов осуществляется в специальных намагничива­ющих установках, позволяющих создавать сильное магнит­ное поле с напряженностью до 400 кА/м.

Состояние постоянного магнита описывается участком петли гистерезиса (рис. 5.31), называемым кривой размагничивания.

Очень часто намагничивание постоянного магнита про­изводится до его установки в электрический аппарат или, как говорят, без арматуры. Тогда проводимость рабочего зазора уменьшена из-за отсутствия деталей из ферромаг­нитного материала. Для постоянного магнита, показанного на рис. 5.33, в этом случае отсутствуют полюсные наконеч­ники и якорь. При таком способе намагничивания расчет ведется с использованием прямой возврата.

Если потоки рассеяния значительны, то рекомендуется расчет по участкам, так же как и для электромагнита.

П отоки рассеяния в постоянных магнитах играют значи­тельно большую роль, чем в электромагнитах. Дело в том, что магнитная проницаемость магнитотвердых материалов значительно ниже, чем магнитомягких, из которых изготав­ливается магнитопровод электромагнитов. Потоки рассея­ния вызывают значительное падение магнитного потенциала по длине постоянного магнита и уменьшают МДС, а следо­вательно, и поток в рабочем зазоре.

Коэффициент рассеяния о существующих конструкций постоянных магнитов колеблется в довольно широких пре­делах (2—5) и обычно определяется при их моделировании.

в) Стабилизация характеристик магнита. В процессе работы магнита наблюдается уменьшение потока в рабочем зазоре — старение магнита. Различают структурное, механическое и магнитное старение. При структурном ста­рении материал магнита после закалки или отливки имеет неравномерную структуру, но со временем эта неравномер­ность переходит в более равновесное — стабильное состоя­ние. При этом в металле исчезают внутренние напряжения. Одновременно уменьшаются значения

Механическое старение наступает при ударах и вибрациях магнита.

Магнитное старение — изменение свойств мате­риала под действием внешних магнитных полей. Для стаби­лизации характеристик постоянного магнита его подверга­ют термообработке (отпуску), механическим воздействиям (ударам, вибрации) и предварительному размагничиванию полем небольшой напряженности.