这篇文章是基于2017年声学楼十二周年年会中,Tymphany的陈植文发表的演讲“一种扬声器磁钢退磁温度的仿真方法”。提出了一种结合仿真预测钕铁硼磁钢退磁温度的方法。本文复现了他的工作,并做了一些引申。
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传统计算方法
首先,很直接的,可以从钕铁硼磁钢供应商处拿到推荐的工作温度范围。比如不同等级磁钢N<=80℃,M<=100℃,H<=120℃,SH<=150℃。但是这只是从矫顽力的角度来看。未考虑实际磁路工作状态的负载。
实际经验表明,不同磁路中同样等级磁钢,其耐温也是不同的。
所以,需要根据磁路具体工作状态来计算。
计算磁导系数Pc。通过对漏磁系数和磁阻系数的估算,对Pc进行估算。
在实测不同温度下的退磁曲线中,作图得到不同温度下的工作点。从而得到其大致的退磁温度范围。
从上述流程来说,存在过多估算。且最终只能得到比某个已经测量过退磁曲线的温度高或低的判断。实用程度不太高。
02
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新计算方法
首先需要对磁导系数Pc进行准确地仿真。
对磁钢进行磁导系数Pc的计算公式
其中
然后根据剩磁温度系数,内禀矫顽力温度系数
等参数和公式进行计算。
可以得到磁钢的退磁温度Tm
其中Tc为常温,通常定义为20℃。ur是磁钢磁导率,Hcj是内禀矫顽力,Br是剩磁。
计算表达式和演讲中的表达式差异较大。原因是演讲中Xc是估算的。
而不同磁钢的Xc是不一样的,且同一磁钢,不同温度下的Xc也是不一样的。将这个参数设置为固定值是存在问题的。
所以采用了一个近似的表达式来代替Xc。上述表达式中Ds=Hk/Hcj,为产品 J-H退磁曲线方形度。Hk 为 J-H 退磁曲线上 J=0.9Br时所对应的 H 值。
03
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扩展尝试
以一款N42H的磁钢为例。规格书耐温120℃。
单磁铁情况下磁导系数Pc是相当低的。耐温会相对较低。
对不同Pc值的磁钢耐温进行研究。 随产品应用的Pc值不同,其实际耐温程度会有较**动。
磁路越闭合,漏磁越小,磁阻越小,磁导系数Pc越大,耐温越高。