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永磁體磁偏角的測量方法

發(fā)布時間：

2019-12-09

來源：

www.fti168.com

隨著永磁體應(yīng)用的不斷深入，磁偏角成為精密磁性器件性能的重要影響因素。比如在精密磁懸浮器件中，如果磁體存在一個較大的磁偏角，則磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子和定子懸浮時也會有一個相同量級的磁偏差角度，此偏差角度的存在將極大影響磁懸浮的性能，甚至導(dǎo)致磁懸浮軸承不能正常穩(wěn)定懸浮，磁偏角的存在將造成系統(tǒng)不對稱、偏心、動力學(xué)性能差等不利影響。

　　永磁體磁偏角指永磁體的最終磁化矢量方向的偏角。永磁體在磁取向成型的過程中，產(chǎn)品取向方向和取向磁場方向不平行而產(chǎn)生磁偏角，或者在產(chǎn)品的交工過程中，裝夾產(chǎn)品時未找正而使產(chǎn)品幾何對稱軸與產(chǎn)品磁軸間產(chǎn)生磁偏角。磁偏角的存在，使磁體非磁化方向產(chǎn)生磁場，形成雜散磁場。隨著永磁體應(yīng)用的不斷深入，磁偏角成為精密磁性器件性能的重要影響因素。比如在精密磁懸浮器件中，如果磁體存在一個較大的磁偏角，則磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子和定子懸浮時也會有一個相同量級的磁偏差角度，此偏差角度的存在將極大影響磁懸浮的性能，甚至導(dǎo)致磁懸浮軸承不能正常穩(wěn)定懸浮，磁偏角的存在將造成系統(tǒng)不對稱、偏心、動力學(xué)性能差等不利影響。另外，在電機(jī)的應(yīng)用方面，較大的磁偏角不僅使永磁體的磁性能得不到充分的利用，而且會使電機(jī)的性能惡化。因此，磁偏角已經(jīng)成為衡量永磁性能的重要指標(biāo)，磁偏角的測量越來越受到重視。

　　目前，在大多數(shù)的磁性材料生產(chǎn)過程中，并不苛求材料充磁方向的準(zhǔn)確性與一致性，然而，隨著磁性材料應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，對永磁體的精度也越來越高。與傳統(tǒng)磁性材料的要求相比，新型應(yīng)用技術(shù)對永磁體磁性能有更特殊的要求，由于永磁體的最終磁化矢量方向(磁偏角)對精密磁元件的性能有著極其重要的影響，因此永磁體磁偏角是衡量永磁性能的重要指標(biāo)，F(xiàn)E-2100AM永磁體磁偏角測量儀為企業(yè)解決高端磁材生產(chǎn)提供了一套有效的測量方案。

　　FE-2100AM永磁體磁偏角測量儀由三維亥姆霍茲線圈連接獨(dú)立的三分量磁通計，構(gòu)成硬件測試部分，通過對三個分量的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行微機(jī)換算，構(gòu)成一套完整的永磁材料品質(zhì)測試系統(tǒng)。將磁體放入樣品臺上，通過提拉法測試出磁通分量，并通過計算得到磁矩以及主軸方向的磁場偏差角度值?？娠@示總磁矩M、主軸磁偏角α、?x、?y、?z以及對應(yīng)測試線圈的線圈常數(shù)。

　　我們知道，一個單一的亥姆霍茲線圈是可以用來衡量永久磁鐵的磁矩在磁化方向軸上所產(chǎn)生的磁矩M的。磁矩M是可以通過關(guān)系式：M=k×Φ所得到的，其中：k為亥姆霍茲線圈常數(shù)，Φ為磁體對線圈感應(yīng)的磁通量。對于經(jīng)過充磁后的永磁材料樣品的品質(zhì)檢驗(yàn)，采用亥姆霍茲線圈進(jìn)行買賣雙方之間的量質(zhì)傳遞，已經(jīng)變得非常流行和通用，設(shè)計好單維和三維的亥姆霍茲線圈參與國際同行之間的相互傳遞參數(shù)尤其重要。

　　各向異性磁體磁矩的方向總是沿著各向異性的方向的，但是可能出現(xiàn)各向異性的方向與磁體軸的方向不一致的情況。當(dāng)需要顯示磁塊各向異性方向在磁塊本身軸方向的投影，就需要能同時顯示正交磁通?x、?y、?z的三軸亥姆霍斯線圈，并可換算出正交的分量磁矩Mx、My、Mz。

　　磁矩M是矢量，可以被分成三個方向的三個部分，分別為：X、Y、Z三個方向一致。投影關(guān)系有： cosαx= Mx/M 、cosαy = My/M和cosαz= Mz/M。

　　通過測量三軸線圈上的磁通量：Φx, Φy, Φz，根據(jù)各線圈對應(yīng)的常數(shù)，計算出三個方向的磁矩：Mx、My、 Mz。永磁材料的總磁矩M ，也可以通過求各分量磁矩的平方和開平方得到。