饱及磁滞回线及基本参数(图文).doc

饱和磁滞回线和基本参数(图文)来源:电源谷 作者:如果将铁磁物质沿磁化曲线 OS 由完全去磁状态磁化到饱和 Bs （如图 4.3 所示），此时如将外磁场 H 减小， B 值将不再按照原来的初始磁化曲线 (OS) 减小，而是更加缓慢地沿较高的 B 减小，这是因为发生刚性转动的磁畴保留了外磁场方向。即使外磁场 H =0 时， B 0 ，即尚有剩余的磁感应强度 Br 存在。这种磁化曲线与退磁曲线不重合性能称为磁化的不可逆性。磁感应强度 B 的改变滞后于磁场强度 H 的现象称为磁滞现象。 如要使 B 减少，必须加一个与原磁场方向相反的磁场强度 -H ，当这个反向磁场强度增加到 -Hc 时，才能使磁介质中 B =0 。这并不意味着磁介质恢复了杂乱无章状态，而是一部分磁畴仍保留原磁化磁场方向，而另一部分在反向磁场作用下改变为外磁场方向，两部分相等时，合成磁感应强度为零。 如果再继续增大反向磁场强度，铁磁物质中反转的磁畴增多，反向磁感应强度增加，随着 -H 值的增加，反向的 B 也增加。当反向磁场强度增加到 -Hs 时，则 B =-Bs 达到反向饱和。如果使 -H=0,B= -Br ，要使 -Br 为零，必须加正向 HC 。如 H 再增大到 Hs 时， B 达到最大值 Bs ，磁介质又达到正向饱和。这样磁场强度由 Hs 0 - HC - Hs 0 HC Hs , 相应地 , 磁感应强度由 Bs Br 0 - BS - Br 0 Bs ，形成了一个对原点 O 对称的回线 ( 图 4.3) ，称为饱和磁滞回线 , 或最大磁滞回线。 在饱和磁滞回线上可确定的特征参数（图 4.3 ）为： 图 4.3 磁芯的磁滞回线 1. 饱和磁感应强度 BS 是在指定温度 (25 或 100 ) 下，用足够大的磁场强度磁化磁性物质时，磁化曲线达到接近水平时，不再随外磁场增大而明显增大 ( 对于高磁导率的软磁材料 , 在 m r =100 处 ) 对应的 B 值。 2. 剩余磁感应强度 Br 铁磁物质磁化到饱和后，又将磁场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，即为 Br 。称为剩余磁感应强度，简称剩磁。 3. 矫顽力 Hc 铁磁物质磁化到饱和后，由于磁滞现象，要使磁介质中 B 为零，需有一定的反向磁场强度 -H ，此磁场强度称为矫顽磁力 Hc . 如果用小于 Hs 的不同的磁场强度磁化铁磁材料时，此时 B 与 H 的关系在饱和磁滞回线以内的一族磁滞回线。各磁滞回线上的剩磁感应和矫顽磁力将小于饱和时的 Br 和 Hc 。如果要使具有磁性的材料恢复到去磁状态，用一个高频磁场对材料磁化，并逐渐减少磁场强度 H 到 0 ，或将材料加到居里温度以上即可去磁。 应当指出的是材料的磁化曲线是环形等截面试样特性，各种磁芯型号尽管磁芯材质与试样相同，但磁化特性因结构形状不同而不相同。 如果磁滞回线很宽，即 Hc 很高，需要很大的磁场强度才能将磁材料磁化到饱和，同时需要很大的反向磁场强度才能将材料中磁感应强度下降到零，也就是说这类材料磁化困难，去磁也困难，我们称这类材料为硬磁材料。如铝镍钴永磁铁，钐钴合金等，常用于电机激磁和仪表产生恒定磁场。这类材料磁化曲线宽，矫顽磁力高。在开关电源中 , 为减少直流滤波电感的体积，有时用永磁硬磁材料产生恒定磁场抵消直流偏置。 另一类材料在较弱外磁场作用下，磁感应强度达到很高的数值，同时很低的矫顽磁力，即既容易磁化，又很容易退磁。我们称这类材料为软磁材料。 开关电源主要应用软磁材料。属于这类材料的有电工纯铁、电工硅钢、铁镍软磁合金、 铁钴钒软磁合金和软磁铁氧体等。某些特殊磁性材料，如恒导磁合金和非晶态合金也是软磁材料。可见，所谓“软磁”，不是材料的质地柔软，而是容易磁化而已。 实际上，软磁材料都是既硬又难加工的材料。如铁氧体，既硬又脆，是开关电源中主要应用的软磁材料。