仿真分析服务

在磁性产品设计的过程中,电磁场有限元分析扮演了越来越重要的角色。通过在开发阶段对产品几何/磁场结构的反复优化改进,可以减少样机反复试制的次数,从而缩短整个开发周期。然而由于永磁材料的非线性特性,使得客户在使用复杂材料取向的时候,对材料充磁饱和度及最终开路/闭路外场强度难以估计。

仿真分析业务可以为您提供:  

  • 永磁材料充磁饱和度分析

  • 永磁材料开路/闭路磁场分析

  • 精确永磁材料模型建立

案例分析

受客户委托,威泰测试需要根据永磁材料材料的非线性特性分析并估算复杂材料充磁饱和度及其取向,并给出最终开路外场强度。为实现此目的,此仿真分析应解决一下问题:

  • 非线性材料建模

  • 永磁体充磁饱和度分析

  • 永磁体开路外磁场分析

非线性材料建模

永磁材料在充磁阶段其磁化度从零点开始沿其第一象限磁化不断增加直至饱和。饱和后,永磁材料磁导率可近似为空气磁导率。

B = J + µ0H

其中J代表磁性材料磁化度。 

典型磁性材料磁化曲线 

永磁体充磁饱和度分析

更具上面的公式,可以轻松的将材料内的磁场进行换算为各点磁化度。

J = B - µ0H

X轴为周向角度[°];Y轴为径向位置[mm];右侧标尺为磁化度[T];此案例为6极充磁辐射环。

永磁体开路外磁场分布分析

跟前一步分析结果,同样很容易计算各点磁化取向

Jx = Bx - µ0Hx

Jy = By - µ0Hy

 并根据相应方向及强度,给出FEM仿真材料模型的矫顽力Hc。从而完成开路磁场计算:

左侧为开路磁场磁力线分布,右侧为开路磁场矢量场分布

磁场强度密度B分布

仿真与实验结果比对

为与实验结果比对,仿真结果取距磁体表面1mm处(上图红线所示)磁场强度密度B沿表面法向分量。结果显示,仿真比实验的峰值要强35%左右。

左侧为仿真结果,右侧为实验测得结果