有限元模擬NdFeB永磁環(huán)脈沖充磁的研究.pdf

1、本文采用計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)NdFeB稀土永磁磁環(huán)脈沖充磁(包括輻射充磁和六對(duì)十二極充磁)過程中的初始電壓、磁場(chǎng)分布、鐵芯材料選擇、線圈匝數(shù)及繞法、外層磁軛、磁場(chǎng)的軸向分布等影響因素展開了系統(tǒng)的研究，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行證實(shí)。 減小初始電壓可降低磁化電流的峰值，增加電容可延長(zhǎng)磁化電流的持續(xù)時(shí)間，因此，減小初始電壓和增加電容可以從很大程度上消除渦流的影響，提高電流的有效值。在滿足磁體磁化場(chǎng)均勻

2、度的前提下，電壓應(yīng)選擇滿足飽和磁化場(chǎng)的最小值。對(duì)于輻射充磁，最低電壓可選在1550V；對(duì)于十二極充磁，最低電壓在1000V。鐵芯工作點(diǎn)應(yīng)處于飽和區(qū)，以保證磁環(huán)磁化均勻，同時(shí)，為降低能量損耗，外加電壓和電流應(yīng)處于最低點(diǎn)。就所選用的材料來說，硅鋼由于電阻率高，受感應(yīng)電流影響小，內(nèi)部磁力線擴(kuò)散速度快，能在較小電壓下進(jìn)入飽和工作區(qū)，所以選擇硅鋼作為鐵芯；純鐵由于磁導(dǎo)率較高，導(dǎo)磁性能好，所以選擇純鐵作為磁軛，有利于導(dǎo)磁。 在輻射充磁過程中

3、，線圈總匝數(shù)相同的情況下，應(yīng)選擇層數(shù)較多、每層匝數(shù)較少的線圈；但應(yīng)用中從減小所用電壓和電流考慮，每層匝數(shù)要跟鐵芯磁化飽和電壓相適應(yīng)。選擇與磁環(huán)外徑相同尺寸的線圈，這時(shí)，產(chǎn)生的電感較小，渦流也較小，磁場(chǎng)能夠較容易滲透至鐵芯中心，將鐵芯磁化飽和。在六對(duì)十二極充磁過程中，較粗銅線的峰值電流大，能較早進(jìn)入飽和區(qū)，磁力線分布均勻，電壓和發(fā)熱量減小。但粗銅線也增加了實(shí)際繞線操作的難度，在實(shí)踐中，對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的六對(duì)十二極線圈，φ1mm銅線為最佳銅線尺寸