[发明专利]一种研究非线性永磁体磁化规律的实验方法

说明书

本发明公开了一种研究非线性永磁体磁化规律的实验方法，该方法包括：(1)向非线性永磁体的充去磁线圈施加持续的大于第一预设阈值的电流，获取永磁体的工作点在充去磁过程中，经过回复线和磁滞回线的运动轨迹和变化规律；(2)向非线性永磁体的充去磁线圈施加持续的小于第二预设阈值且连续变化的电流，获取永磁体的工作点在回复线上的移动规律；(3)向非线性永磁体的充去磁线圈施加脉冲电流，验证步骤(1)和(2)的持续电流实验得出的磁化规律在实际应用场景下的适用性。本发明可以获取非线性永磁体的完整磁化规律。

技术领域

本发明涉及永磁电机非线性永磁体领域，尤其涉及一种研究非线性永磁体磁化规律的实验方法。

背景技术

利用永磁体建立磁场的设备相比通过电励磁建立磁场的设备具有结构简单、高效、运行可靠的优点，因此永磁体被广泛的使用在各类仪器设备中。磁化状态不可调节是传统永磁体的一大特点，这一特点虽然使传统永磁更加可靠，但也使传统永磁的使用不够灵活。在需要根据运行条件选择所需磁化状态的场合，传统永磁无法适用。近年来，稀土材料的迅猛发展使得这一问题得到了解决，部分非线性的稀土永磁体通过施加一个电流脉冲就可以改变磁化状态的特点使其不但拥有了运行的可靠性，而且也更具应用的灵活性。

对于永磁体而言，磁化状态能否改变主要取决于永磁体磁滞回线的形状。传统永磁体的磁滞回线高度线性，在其磁滞模型中，回复线、磁滞回线都可以用直线来表达，且斜率相近，因此即使对其施加充去磁电流脉冲，其工作点最终仍会回到其最初的工作点。然而，部分稀土永磁体的磁滞回线具有高度的非线性，非线性永磁体与传统永磁体相比，其磁滞回线和回复线有着显著的区别。施加充去磁电流脉冲后，其磁化状态可以被改变。

然而，磁滞模型的高度非线性对研究非线性永磁体的磁化规律带来了显著的困难。永磁体的工作点从同一点出发，分别在回复线和磁滞回线上移动后，电流撤去后的工作点是截然不同的。因此，判定非线性永磁体的工作点什么情况下在负载线上移动，什么情况下在磁滞回线上移动至关重要。

目前，关于非线性永磁体磁化规律尚没有一种完善的测试方案来判断在施加不同电流的各种情况下永磁体的工作点的运行轨迹。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种研究非线性永磁体磁化规律的实验方法。

技术方案：本发明所述的研究非线性永磁体磁化规律的实验方法，包括：

(1)向非线性永磁体的充去磁线圈施加持续的大于第一预设阈值的电流，获取永磁体的工作点在充去磁过程中，经过回复线和磁滞回线的运动轨迹和变化规律；

(2)向非线性永磁体的充去磁线圈施加持续的小于第二预设阈值且连续变化波动的电流，获取永磁体的工作点在回复线上的移动规律；

(3)向非线性永磁体的充去磁线圈施加脉冲电流，验证步骤(1)和(2)的持续电流实验得出的磁化规律在实际应用场景下的适用性。

其中，步骤(1)可以按照以下步骤执行：

在永磁体处于非满磁化状态时，从零开始向线圈施加逐渐增大的充磁电流，当达到第一预设电流峰值I_m1后开始逐步减小电流至零，获取电流增加和减小时永磁体工作点的运动轨迹，根据运动轨迹得到永磁体工作点沿回复线移动的条件，以及沿磁滞回线移动的条件；

将电流峰值分别修改为第二预设电流峰值I_m2和第三预设电流峰值I_m3，重复上述步骤；其中，所述第一预设电流峰值I_m1、所述第二预设电流峰值I_m2和第三预设电流峰值I_m3均大于所述第一预设阈值，且I_m1I_m2I_m3；