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永磁体磁偏角的测量方法

2019/12/09 09:52
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【摘要】:
随着永磁体应用的不断深入,磁偏角成为精密磁性器件性能的重要影响因素。比如在精密磁悬浮器件中,如果磁体存在一个较大的磁偏角,则磁悬浮轴承的转子和定子悬浮时也会有一个相同量级的磁偏差角度,此偏差角度的存在将极大影响磁悬浮的性能,甚至导致磁悬浮轴承不能正常稳定悬浮,磁偏角的存在将造成系统不对称、偏心、动力学性能差等不利影响。
  永磁体磁偏角指永磁体的最终磁化矢量方向的偏角。永磁体在磁取向成型的过程中,产品取向方向和取向磁场方向不平行而产生磁偏角,或者在产品的交工过程中,装夹产品时未找正而使产品几何对称轴与产品磁轴间产生磁偏角。磁偏角的存在,使磁体非磁化方向产生磁场,形成杂散磁场。随着永磁体应用的不断深入,磁偏角成为精密磁性器件性能的重要影响因素。比如在精密磁悬浮器件中,如果磁体存在一个较大的磁偏角,则磁悬浮轴承的转子和定子悬浮时也会有一个相同量级的磁偏差角度,此偏差角度的存在将极大影响磁悬浮的性能,甚至导致磁悬浮轴承不能正常稳定悬浮,磁偏角的存在将造成系统不对称、偏心、动力学性能差等不利影响。另外,在电机的应用方面,较大的磁偏角不仅使永磁体的磁性能得不到充分的利用,而且会使电机的性能恶化。因此,磁偏角已经成为衡量永磁性能的重要指标,磁偏角的测量越来越受到重视。
  目前,在大多数的磁性材料生产过程中,并不苛求材料充磁方向的准确性与一致性,然而,随着磁性材料应用领域越来越广,对永磁体的精度也越来越高。与传统磁性材料的要求相比,新型应用技术对永磁体磁性能有更特殊的要求,由于永磁体的最终磁化矢量方向(磁偏角)对精密磁元件的性能有着极其重要的影响,因此永磁体磁偏角是衡量永磁性能的重要指标,FE-2100AM永磁体磁偏角测量仪为企业解决高端磁材生产提供了一套有效的测量方案。
  FE-2100AM永磁体磁偏角测量仪由三维亥姆霍兹线圈连接独立的三分量磁通计,构成硬件测试部分,通过对三个分量的测试数据进行微机换算,构成一套完整的永磁材料品质测试系统。将磁体放入样品台上,通过提拉法测试出磁通分量,并通过计算得到磁矩以及主轴方向的磁场偏差角度值。可显示总磁矩M、主轴磁偏角α、Øx、Øy、Øz以及对应测试线圈的线圈常数。
  我们知道,一个单一的亥姆霍兹线圈是可以用来衡量永久磁铁的磁矩在磁化方向轴上所产生的磁矩M的。磁矩M是可以通过关系式:M=k×Φ所得到的,其中:k为亥姆霍兹线圈常数,Φ为磁体对线圈感应的磁通量。对于经过充磁后的永磁材料样品的品质检验,采用亥姆霍兹线圈进行买卖双方之间的量质传递,已经变得非常流行和通用,设计好单维和三维的亥姆霍兹线圈参与国际同行之间的相互传递参数尤其重要。
  各向异性磁体磁矩的方向总是沿着各向异性的方向的,但是可能出现各向异性的方向与磁体轴的方向不一致的情况。当需要显示磁块各向异性方向在磁块本身轴方向的投影,就需要能同时显示正交磁通Øx、Øy、Øz的三轴亥姆霍斯线圈,并可换算出正交的分量磁矩Mx、My、Mz。
  磁矩M是矢量,可以被分成三个方向的三个部分,分别为:X、Y、Z三个方向一致。投影关系有: cosαx= Mx/M 、cosαy = My/M和cosαz= Mz/M。
  通过测量三轴线圈上的磁通量:Φx, Φy, Φz,根据各线圈对应的常数,计算出三个方向的磁矩:Mx、My、 Mz。 永磁材料的总磁矩M ,也可以通过求各分量磁矩的平方和开平方得到。
FE-2100AM 永磁体磁偏角测量仪测量原理
FE-2100AM 永磁体磁偏角测量仪测量软件截图