电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
磁力研磨电磁感应器磁场的仿真分析及其结构优化设计
磁力研磨电磁感应器磁场的仿真分析及其结构优化设计１邱腾雄，阎秋生，高伟强，孟利，唐振宇，陈建平广东工业大学机电工程学院，广州（510006）E-mail：txqiu1999@摘要：针对磁力研磨加工过程建立了电磁感应器磁场的数学模型，基于电磁场计算理论利用有限元法对电磁感应器磁场进行仿真分析，并对电磁感应器特征点的磁场强度进行了实测，仿真分析结果与实际测试结果基本吻合，最大相对误差不大于7%，验证了电磁场仿真分析方法的正确性，在此基础上对电磁场进行了分析。
研究结果对磁力研磨电磁感应器的结构设计和优化提供了理论依据。
关键词：磁力研磨；电磁发生器；磁场强度；有限元仿真1 前言磁力研磨技术MAF（Magnetic Abrasive Finishing）是在磁场的作用下，用被磁化的磨料对工件表面进行精密研磨的一种工艺方法[1]。
磁性研磨加工的原理是利用磁性磨料在磁场作用下沿磁力线方向相互衔接形成“磁串”，在磁性工具基体的顶端形成“磁刷”，磁性工具基体的运动作用通过磁刷产生一个作用于工件表面的研磨压力，在磁场保持力、研磨压力和磁性工具运动切向力的共同作用下，磁性工具与工件表面的间隙中保持磁性磨料聚集形成对工件表面局部的研抛加工。
由于“磁刷”具有良好的柔性、自适应性、自锐性、可控性、温升小、无变质层、加工效率高等特点，成为表面加工技术的一个主要加工工艺。
磁力研磨技术主要涉及三个方面的研究内容：磁力研磨设备，磁性磨料制备和磁性研磨加工工艺[2]。
本研究针对模具曲面研磨抛光加工的问题，提出通过3轴数控运动控制磁性工具在模具曲面的扫描运动，曲面形状误差反馈和控制研抛工具作用力、驻留时间的形状修正研抛，实现曲面精密研抛加工达到同步提高曲面形状精度和表面精度的技术方案。
电磁感应器是磁力研磨数控机床中产生磁场并携带磁性磨料对工件进行研磨的核心部件，本文在电磁感应器设计中应用有限元分析软件对磁场的分布进行模拟计算，分析加工区域电磁场的分布及其对磁力研磨加工的影响，达到优化电磁感应器结构的目的。
选矿设备中永磁结构磁场的模拟和分析
摘 要 ： 应用有限元分析软件对 ３ 种选矿设备永磁结构的磁场分布特性进行 了仿真模拟 ，尤其是对磁力旋 流分选机 的
模 拟进行了详细介绍。运用仿真模拟技术可 以优化产 品设计 ，提高产 品的设计 效率 ，降低设计成本 ，同时提高设备功 能
稳 定性。
关键 词：有限ห้องสมุดไป่ตู้分析；磁场模拟；磁场特性 中图分类号： Ｔ Ｄ ４ ５ ７ ； Ｔ Ｄ ４ ５ ３ ＂ ． １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ — ９ ４ ９ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ７ ４ — ０ ６
外 ，还要产 生一 个 附加 的磁场 。物 质 内部 的外磁 场
和附加磁场的综合称之为磁感应强度 日 。真空中的 磁感应强度与外磁场成正 比…。
Ｂ ＝ ／ ｚ ｏ Ｈ （ １ ）
式中为真空磁导率。在物体 内部磁感应强度为 Ｂ ＝ ／ ｚ ｏ（ Ｈ 枷 ｌ
模拟软件 ，对选矿厂三种选矿设备磁性结构磁场进 行仿真模拟 ，并分析它们的磁场特性 ，这三种设备 为 ：磨机 （ 装有磁性衬板） 、磁选机 、磁力旋流分 选机 。Ｃ Ｏ ＭＳ Ｏ Ｌ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 是 以有 限元法 为基础 ， 通过求解偏微分方程 （ 单场）或偏微分方程组 （ 多
场）来实现真实物理现象的仿真。
磁性材料的微观结构分析与控制
磁性材料的微观结构分析与控制磁性材料是一种在外加磁场下会生成磁化强度的物质。
它们广泛应用于电子和电动机、传感器和医学成像等领域。
磁性材料的性能与其微观结构密切相关，因此对其微观结构的分析和控制具有重要意义。
在磁性材料中，磁性原子或离子是构成磁性相互作用的基本单位。
它们的磁性来源于其电子自旋和轨道磁矩。
磁性材料中存在着许多微观结构，如晶体结构、晶粒结构、晶界和磁畴结构等。
首先，晶体结构是磁性材料微观结构的一大要素。
晶体结构决定了磁性材料的晶体对称性和晶体缺陷。
对于铁磁性材料来说，具有体心立方、面心立方和六角密排等不同晶体结构。
这些晶体结构中的原子排列方式和晶体对称性直接影响了材料的磁性能。
例如，在铁磁性材料中，面心立方结构具有较高的磁化强度，而体心立方结构则具有较低的磁化强度。
其次，晶粒结构也对磁性材料的性能产生了显著影响。
晶粒是由一定数量的晶体构成的，它们在材料中的分布、形状和尺寸是影响磁性材料磁性能的重要因素。
较大的晶粒尺寸会导致磁性材料具有较低的矫顽力和剩余磁感应强度，而较小的晶粒尺寸则会增强材料的矫顽力和剩余磁感应强度。
此外，晶界也是晶粒结构的一部分，它们是相邻晶粒之间的界面区域。
晶界对磁性材料的磁性能产生了重要影响，通常会减弱材料的磁化强度和矫顽力。
最后，磁畴结构是磁性材料微观结构中的一个关键要素。
磁性材料中的磁畴是由一定数量的有序排列的磁性原子或离子组成的。
在无外界磁场的情况下，磁畴以随机方向排列。
施加外界磁场后，磁畴会发生重新排列，并出现磁畴壁结构。
磁畴壁是两个不同方向磁畴之间的过渡区域，磁畴壁的结构和性质对磁性材料的磁性能影响巨大。
控制磁畴和磁畴壁的结构可以调节磁性材料的磁性能。
为了对磁性材料的微观结构进行分析和控制，科学家们运用了许多技术手段。
其中，X射线衍射和电子显微镜是最常用的手段之一。
X射线衍射可以用于测定材料的晶体结构，并研究晶体缺陷、晶粒尺寸和晶界等微观结构特征。
电子显微镜则可以在纳米尺度下观察磁性材料的晶体结构和晶粒结构，并提供更加详细的信息。
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板是工业上常用的一种新型材料，在现有的电磁磁力模板中具有更加高效、耐用、稳定的特点。
本文通过分析电控永磁全钢磁力模板的结构特点与磁场分布，旨在为其进一步的应用与研究提供新的思路。
电控永磁全钢磁力模板是由永磁铁和钢板两部分构成。
其中，永磁铁的磁性主要来自于钕铁硼材料，其磁力能达到300-400 KG；而钢板的作用则是为永磁铁提供与其相互作用的感应磁力。
在永磁铁与钢板的结合方式上，通常会采用热压工艺进行加固。
也可在钢板的两侧各添加一层不锈钢板，防止钢板因外界环境等因素导致后续使用时质量受到影响。
电控永磁全钢磁力模板表面的磁场分布主要受到永磁铁本身的磁性、永磁铁和钢板之间的接触面积和接触力等因素的影响。
其中，永磁铁的磁性主要表现为磁感应强度，即所产生的磁场强度；钢板则会相应地受到永磁铁的吸引力，因而呈现出磁场变化。
一般来说，电控永磁全钢磁力模板的磁场密度范围在0.3-0.5 T之间。
同时，其磁场分布往往具有相对较大的磁感应区域和较小的磁无感带（磁间隙），正是这种磁场分布特点，使得电控永磁全钢磁力模板具有很好的吸附效果。
当放置被吸附物体时，电控永磁全钢磁力模板的磁场会对其产生作用，将其吸引至模板表面，吸附力可达到200-300N。
而被吸附物体需要在磁场作用下产生磁滞现象，使得其具有一定的磁性，使得其能够被模板吸附（如吸附铁砂）。
总体来看，电控永磁全钢磁力模板的磁场分布主要由其结构特点所决定。
当结合良好时，其具有很强的磁性和吸附力，是一种在自动化工业生产线中广泛应用的高效磁力设备。
永磁同步电动机滑模变结构磁场定向控制研究
（ ． 国 石 油 长 庆 油 田公 司 ， 西 定 边 ７ ８０ ；． 国石 油 长 庆 油 田公 司第 一 采 气 厂 ， 夏 银 川 ７ ００ ； １中 陕 １６ ０ ２ 中 宁 ５０ ６
３ 中 国石 油 天 然 气 股 份公 司 管 道公 司 长 庆 输 油 气 分 公 司 ， 夏银 川 ７ ００ ； ． 宁 ５ ０ ６
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铁磁材料的磁性和磁结构研究
铁磁材料的磁性和磁结构研究近年来，随着科技的进步，磁性材料的研究逐渐引起了人们的兴趣。
其中，铁磁材料因其特殊的磁性和磁结构而备受关注。
在材料的微观结构上，铁磁材料呈现出有序的磁性排列，这种排列使得它们具有磁性。
本文将探讨铁磁材料的磁性和磁结构的研究。
首先，铁磁材料的磁性是由其微观结构中的磁矩所决定的。
磁矩是一个实际材料中的微观磁体或磁偶极子。
在铁磁材料中，磁矩主要来自于电子的自旋和轨道运动。
自旋是电子固有的磁性，它使得电子具有一个旋转的动量，并带有一定的磁矩。
而轨道运动则是电子绕原子核运动形成的。
这两种运动共同导致了电子的磁矩，并且在铁磁材料中，这些磁矩会相互作用形成一个宏观上可观测的磁性。
其次，铁磁材料的磁结构是指磁化强度随空间分布的特征。
一般来说，铁磁材料可以分为单晶体和多晶体两种。
单晶体的磁结构是更加有序和规则的，因为它的结晶结构对磁结构有较强的约束。
多晶体则相对而言磁结构较为复杂。
此外，铁磁材料还可以分为金属和氧化物两种类型。
金属铁磁材料的磁性主要来源于d电子，而氧化物铁磁材料则依赖于电子从铁离子到氧离子的转移。
在铁磁材料的磁性和磁结构研究中，磁性测量和磁结构分析是两项重要的实验手段。
磁性测量可以通过测量材料的磁化曲线来获得材料的磁性信息。
一般来说，磁化曲线可以分为良好软磁材料和硬磁材料两种类型。
良好的软磁材料在外加磁场消失后能够迅速失去磁化，而硬磁材料则可以长时间保持磁化。
磁结构分析则通过散射实验等手段来研究铁磁材料的磁结构。
例如，中子衍射和X射线衍射可以提供材料内部的结构和磁结构的详细信息。
在铁磁材料的研究中，除了常见的金属和氧化物铁磁材料外，在磁性材料领域还出现了一些新的材料和现象。
例如，自旋电子学是近年来快速发展的一个研究领域。
自旋电子学探索了电子自旋和电荷之间的耦合关系，通过调控电子自旋状态来实现新型器件的设计和应用。
此外，磁性拓扑绝缘体也是一个备受研究的热点。
磁性拓扑绝缘体是指具有磁性且具有拓扑能隙的材料，它们在自旋电子学和量子信息等领域具有巨大的应用潜力。
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析随着现代工业的发展，越来越多的工程项目需要采用磁力模板这种装备来进行建设。
对于磁力模板的结构和性能要求也越来越高。
传统的磁力模板主要采用永磁钢作为磁力源，但是永磁钢制造成本高，而且容易磁化失效。
因此，本文介绍了一种电控永磁全钢磁力模板的结构设计及磁场分析，该设计方案可以在保证磁力稳定的情况下减少制造成本，提高磁力模板的使用寿命。
1.设计方案电控永磁全钢磁力模板的结构主要由钢板、线圈、永磁体等组成。
其中钢板是磁力模板的主体结构，负责承受工程项目中的各种压力和振动。
线圈是磁力模板的关键部件，它通过通电产生磁场，将永磁体磁化，形成磁力。
永磁体则负责保持磁力的稳定性，为线圈提供一定的工作磁场。
在设计中，采用了永磁全钢磁体的结构形式。
该结构主要由高性能钢铁材料和强磁性材料组成，通过特殊的加工工艺完成。
与传统的永磁体相比，永磁全钢磁体具有制造成本低，整体重量轻，磁场稳定等优点。
同时，通过加入线圈进行电控制，即可在保证磁力稳定的情况下实现磁力大小的调节。
2.磁场分析本文利用有限元模拟软件对电控永磁全钢磁力模板的磁场进行了分析。
分析结果如下：（1）钢板部分磁场分布规律钢板的存在对磁场产生了影响。
在钢板上方形成了磁场集中的区域，该区域的磁感应强度较大，可以达到2000GS左右。
而在钢板下方则形成了磁场弱化的区域，该区域的磁感应强度只有几十GS。
总之，通过有限元分析可以看出，电控永磁全钢磁力模板具有磁场稳定、分布均匀的特点，可以满足各种工程项目的使用需求。
完美的磁力---磁力模板产品工作原理分析对比参考资料
泰磁公司、史陶比尔和EAS公司产品的磁力模板比较前言：目前是在市面销售的磁力模板产品中存在两种类型的电控永磁技术，单磁极基板辅助技术和双磁极中性基板技术，而这两种技术是有意大利泰磁公司在1974年和1985年发明出来的。
使用单磁极基板辅助技术的代表公司为：史陶比尔公司，圆形单一磁极，基板为辅助极EAS公司，长条形磁极，基板为辅助极使用双磁极中性基板技术代表的公司为：意大利泰磁公司，二代产品为方格磁极，基板为中性三代产品为圆形磁极，磁板整体制造，磁极外基板为中性日本Pascal公司产品，产品与泰磁二代方格磁极的类似，中国国产的双磁极中性基板产品，产地宁波，深圳。
1) 完美的磁力在实际的工业应用中，只有当一下条件都满足时，磁力的状态才能达到最优：∙产生最大的锁模吸附力∙所有磁极的南极和北极能够完全的平衡，这里所说的平衡不单是数量上的平衡，更是每个磁极的表现的一致性。
如果中间存在状态不好的磁极，那么状态好的磁极的表现将会被降格。
2) 磁极之间的平衡因为只有当南磁极和北磁极都完全一致才能达到平衡，而双磁极结构式唯一一种能够保证磁极一致的方法。
在S公司和E公司的设计中磁路中的磁极是永远达不到完全一致的，在磁极的北极下方是磁性材料，而在南极的下方却是钢材。
只有在实验室理论状态下（完美的模具导磁性能，零空气间隙，这种设计用来集中探测磁力线的探针的工作状态是在实际模具上是做不到的）单磁极的设计才能达到磁力的平衡。
在实际工作状态下，空气间隙永远达不到真正的零，用作模具背板的钢材也不会是完全导磁的材料，更不用说磁力探针和模具的实际工况中的不同了。
3) 磁型材料怎样才能在工作状态中发挥工作效用由于钢铁类材料的磁饱和特性的存在，当在一磁场强度能够达到表面吸附力16kgf/cm2的情况下，这已经是在实际工作状态下能够达到的最大极限值了。
当然想要达到这个极限值并不容易，然而现实中有些人却宣称达到更高的吸附力数据，这是在正常工作条件下是不能实现的。
铁磁材料的微观结构及磁性研究
铁磁材料的微观结构及磁性研究第一章引言铁磁材料是指在外加磁场下表现出明显的磁性，且可以保持较长时间的永久磁性。
该类材料在电机、电子、通讯等领域具有广泛的应用。
因此，了解铁磁材料的微观结构和磁性的研究具有重要的理论意义和应用前景。
本文将从铁磁材料的微观结构和磁性两个方面进行研究。
第二章铁磁材料的微观结构2.1 铁磁材料中的基本单元铁磁材料中最基本的单元是磁畴，磁畴内部的磁向是均匀的，但相邻磁畴的磁向方向不同。
磁畴大小取决于材料的性质以及外界磁场的大小和方向。
2.2 磁畴的形成在没有外界磁场的情况下，铁磁材料中，磁畴的大小是随机的。
当加入外界磁场时，由于铁磁材料中存在磁各向异性，即材料中磁性取向的方向并非各向同性，会导致磁畴在特定方向上逐渐扩大，最终整个材料成为一整个磁畴。
2.3 磁畴壁由不同方向的磁畴构成的磁畴壁，是铁磁材料中具有影响力的微观结构之一。
在磁畴壁中，磁向有较大的弯曲，形成一定的磁场梯度。
磁畴壁中的这种磁场梯度不仅可以影响磁畴的运动，还能影响材料的磁学性质。
第三章铁磁材料的磁性研究3.1 铁磁材料的永磁铁磁材料中的永磁性能主要是由微观结构中的磁畴和磁畴壁组成，其永久磁矩的产生与材料的磁各向异性强相关。
磁各向异性用于描述不同磁向的能量差异。
通过材料的光学及电学性质等方面变化研究研究不同磁向能量差异、磁各向异性的变化及分布，进而分析材料磁性能的产生。
3.2 铁磁材料的磁滞回线铁磁材料的磁滞回线是描述铁磁材料磁化与反磁化过程中磁场强度和材料磁化强度之间关系的重要指标，磁滞回线是由材料磁滞效应引起。
磁滞回线特征的分析可以更深层次的研究铁磁材料的磁性质，并且可以预测铁磁材料在不同条件下磁性的表现。
3.3 铁磁材料的超顺磁性当外界磁场作用于铁磁材料中微小的磁颗粒时，当磁颗粒的大小越小时，其磁矩越容易随热运动的引动而产生快速磁翻转现象，使磁颗粒不再具有永久磁性。
这时，铁磁材料的磁性质就表现出超顺磁性。
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板是一种新型的磁力模板，具有结构简单、维护方便、使用寿命
长等特点。
本文对其结构进行了研究，并进行了磁场分析。
电控永磁全钢磁力模板的结构主要由永磁体、钢板和控制器组成，如图1所示。
其中，永磁体为圆柱形，置于钢板的中央，由多个磁片组成，在磁力模板工作时提供磁力。
钢板
为矩形平面，其内侧与永磁体贴合并封装在一起，外侧可根据不同需求加工成不同形状。
控制器由电源、信号处理器和电磁阀组成，可对磁力大小、工作时长等进行调节。
该磁力模板的磁场分析主要分为两个方面：永磁体磁场分析和钢板磁场分析。
首先是永磁体磁场分析，永磁体的磁场主要由多个磁片的磁场组成。
在无外界磁场干
扰的情况下，永磁体磁场是均匀的，呈轴对称分布。
根据永磁体的磁场强度分布，可得到
磁场强度大小与加工工件离钢板表面距离之间的关系，如图2所示，其中B为磁场强度，
d为工件距离钢板表面的距离。
图2 永磁体磁场强度与距离关系曲线
综上所述，电控永磁全钢磁力模板是一种具有前景的新型磁力模板，通过对其结构和
磁场特性的分析，有助于对其性能进行优化和应用推广。
电控永磁吊具原理
电控永磁吊具原理一、简介电控永磁吊具是一种常见的起重工具，它利用永磁材料的特性和电控技术相结合，实现起吊、悬挂和放下重物的功能。
本文将详细介绍电控永磁吊具的原理及其工作过程。
二、永磁材料永磁材料是指在外加磁场作用下具有自发磁化的材料。
根据其磁性能可分为软磁材料和硬磁材料。
电控永磁吊具常用的永磁材料主要有钕铁硼（NdFeB）和铁氧体两种。
2.1 钕铁硼（NdFeB）钕铁硼是一种稀土磁体，具有较高的磁能积和矫顽力，因此在永磁吊具中得到广泛应用。
其化学成分主要包括氮化钕、铁、硼等元素。
钕铁硼磁体具有较高的磁能积和矫顽力，能够产生很强的磁场，对于吊装重物非常有效。
2.2 铁氧体铁氧体是一种氧化铁的磁性材料，具有较低的磁能积和矫顽力。
相对于钕铁硼而言，铁氧体的磁性能相对较低，但其价格较低，可以满足一些低磁能积要求的工况。
三、电控技术电控技术是指利用电子技术对设备或系统进行控制的技术。
在电控永磁吊具中，通过对电磁铁和永磁材料的控制，实现对重物的起吊、悬挂和放下。
3.1 电磁铁电磁铁是由导线绕制而成的线圈，当通过电流时，线圈会产生磁场。
电控永磁吊具中的电磁铁通常被安装在永磁材料的周围，通过控制电磁铁的通电状态，可以改变永磁材料的磁场分布，从而实现对重物的控制。
3.2 控制系统电控永磁吊具的控制系统通常由电控箱、传感器和执行器等部分组成。
电控箱用于控制吊具的运动，通过传感器实时监测重物的位置和状态，从而实现对吊具运行状态的控制和调节。
执行器根据控制信号控制电磁铁的通电和断电，进而实现对永磁材料的磁场分布的改变。
四、工作过程电控永磁吊具的工作过程通常可分为起吊、悬挂和放下三个阶段。
4.1 起吊起吊过程中，首先将电控永磁吊具对准重物，通过控制系统控制电磁铁通电，产生强磁场。
永磁材料受到磁场的作用，与重物之间产生吸力，实现起吊操作。
4.2 悬挂悬挂阶段，电控永磁吊具将重物悬挂在空中，不再施加磁场。
在悬挂状态下，电磁铁不通电，永磁材料保持一定的磁化强度，以维持吸力，使重物保持悬挂状态。
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
电控永磁全钢磁力模板是一种新型的永磁模板结构，能够通过电控方式改变其磁场强度和分布，具有调节灵活、反应迅速等优点。
本文将对电控永磁全钢磁力模板的结构和磁场分析进行研究。
电控永磁全钢磁力模板的结构主要由永磁体、绕线和磁路板组成。
永磁体是模板的主要部分，它是由高矫顽力的永磁材料制成，具有较大的磁能积和磁场强度。
绕线则是用来通过控制电流的方式改变磁场强度和分布的，绕线通电时会产生磁场，通过控制电流的大小可以调整磁场强度；磁路板则是将永磁体和绕线固定在一起的结构，起到支撑和固定的作用。
在磁场分析方面，首先需要对模板进行磁场测量和分析。
磁场测量可以通过磁场传感器实现，将磁场传感器放置在不同位置，采集磁场的强度和分布情况。
利用磁场传感器采集的数据，可以绘制出模板的磁场分布图，并进一步对磁场进行分析。
在电控方面，需要通过控制绕线的电流来改变模板的磁场强度和分布。
在控制绕线电流方面，可以通过外部电源和控制电路实现。
通过改变绕线电流的大小和方向，可以调节模板的磁场强度和分布。
可以根据需要设计和调整电路参数，以实现精确的控制。
考虑到实际应用的需求，也可以对模板的磁场分布和功耗进行优化设计。
通过优化绕线的布局和永磁体的形状、材料等参数，可以最大程度地提高磁场的均匀性和强度，减小磁场的漏磁和不均匀性，从而提高模板的效果和稳定性。
电控永磁全钢磁力模板的结构和磁场分析是对该模板进行研究和优化的重要内容。
通过对模板结构和磁场分布的分析，可以更好地理解和控制模板的工作原理和性能，为模板的应用提供技术支持和指导。
磁性材料的电子结构与磁性特性研究
磁性材料的电子结构与磁性特性研究磁性材料是一类在外加磁场下表现出磁性的物质。
它们在现代科技和工业应用中起着重要的作用，例如在电子设备、储存器件以及医疗领域等。
要了解磁性材料的性质，我们需要深入研究其电子结构和磁性特性。
首先，我们来探讨磁性材料的电子结构。
电子结构是指描述材料中电子分布情况的理论模型。
从经典力学的角度看，电子应该像行星绕太阳一样绕着原子核运动，但量子力学告诉我们，电子的运动并不是任意的，而是由波函数描述的。
这个波函数是薛定谔方程的解，它描述了电子的位置和能量。
电子结构的研究方法主要有两种：实验和理论。
实验方法包括X射线衍射、电子能谱、磁共振等。
通过这些实验手段，我们可以得到材料的晶体结构和电子能级分布等信息。
理论方法则利用量子力学的计算方法，通过求解薛定谔方程来模拟材料的电子结构。
这些计算方法有密度泛函理论（DFT）、紧束缚模型（Tight-Binding Model）等。
磁性材料的磁性特性与其电子结构有着密切的关系。
在磁性材料中，电子的自旋和轨道角动量相互作用导致了材料的磁性。
自旋角动量是描述电子自旋状态的量子数，它可以是1/2（向上自旋）或-1/2（向下自旋）。
自旋与轨道角动量的耦合会改变电子的能量。
磁性材料可以分为顺磁性、反磁性和铁磁性三类。
顺磁材料中，电子的自旋与外加磁场方向平行或反平行，因此在外加磁场下会产生磁化。
反磁材料则是指电子的自旋与外加磁场方向垂直或几乎垂直，磁场对其没有影响。
而铁磁材料中，电子的自旋与外加磁场方向有一定的倾角，因此在外加磁场下会产生磁化，并且保持一定的磁矩。
磁性材料的磁性特性不仅受到电子结构的影响，还与晶体结构、离子价态以及杂质掺杂等因素有关。
材料的晶格结构对电子的能带结构产生影响，从而影响磁性。
离子价态决定了材料的自旋和轨道角动量，这也直接影响了材料的磁性。
而杂质掺杂可以引入额外的自旋或轨道角动量，从而改变材料的磁性。
磁性材料的研究有着广泛的应用前景。
(完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析
调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析1 引言与传统的电励磁电机相比,永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大;损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。
随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代,变频调速永磁同步电动机也应运而生。
变频调速永磁同步电动机可分为两类，一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波（实际为梯形波）的无刷直流电动机，另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。
这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。
本文使用Ansoft Maxwell 软件中的RMxprt 模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D 中建立了二维有限元仿真模型,并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。
2 调速永磁同步电动机的电磁设计2.1 额定数据和技术要求调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等.通过改变电机的各个参数来提高永磁同步电动机的效率η、功率因数cos ϕ、起动转矩st T 和最大转矩max T .本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下：计算额定数据:(1) 额定相电压:N 220V U U ==(2) 额定相电流：3N N N N N1050.9A cos P I mU ηϕ⨯== (3) 同步转速：160=1000r /min f n p= (4) 额定转矩：3N N 19.5510286.5N m P T n ⨯== 2.2 主要尺寸和气隙长度的确定永磁电机的主要尺寸包括定子内径和定子铁心有效长度,它们可由如下公式估算得到:2i11P D L C n '= N N N cos E K P P ηϕ'=， 6.1p Nm dp C K K AB δα=' 式中，i1D 为定子内径，L 为定子铁心长度，P '为计算功率，C 为电机常数。
磁力模板工作原理及技术工艺的比较
磁力模板工作原理及技术工艺的比较说明意大利泰磁公司成立于1972年，是设计、生产电控永磁系统的专业公司，已有近40年多年的经验，拥有多项自主知识产权的专利，是电控永磁产品领域世界排名第一的公司。
自90年代以来，电控永磁快速换模系统已广泛应用于全球市场。
该技术的基本原理是：用电控来改变永磁体的磁路分布，靠永磁体吸附模具，夹紧与放松过程只需几秒钟，工作过程中不需电能，夹紧力在全部接触面上可达15kg/cm2，对任何吨位注塑机上的任何重量的模具都可保证正常工作。
该产品安全可靠、实用高效、节能环保、无需维修、无运营费用、柔性极大，在一台注塑机上可对各种不同模具进行快速换模，特别适合于多品种、小批量、准时制（JUST IN TIME）混流生产。
另外，该产品的夹紧力均匀分布于模具与磁盘的全部接触表面，使模具背面无受力“空腔”，更好地保证了合模精度，大大减少模具损耗、提高模具使用寿命。
1.关于磁力技术的问题：泰磁公司产品技术是双向极性的，一个方格是N极，另一个相临的方格就是S极，N 极将磁力线推出给模具背板，S极把穿过模具背板的磁力线收回，而磁模板的基板本身并不带磁是中性的，因此称双极性性中性冠技术，该专利是泰磁公司1985年发明的，专利号为：U.S.A. patent N.4507635 issued June 3rd, 1985，见专利证明附件。
因为磁力线只有完成从N极到S极的闭合循环才能在模具背板上产生吸力，因此该技术使磁能利用率更高（N极推出多少磁力线，通过模具背板S极就收回多少磁力线，完成磁力线闭合循环），因此吸力更大，克服工作气隙（模具背板与磁力模板间的工作间隙）的能力更强（因为气隙会阻碍磁力线循环）。
见图一：双极性中性冠磁板技术示意图。
图一：双极性中性冠磁板技术示意图其它公司的产品技术是单向极性的，每个圆圈都是N极，N极把磁力线推出进入模具背板后没有另外一个S极主动将磁力线收回，而是靠磁力线自身传导到磁模板的基板上，基板被感应成S极而被动吸收磁力线从而形成磁力线闭合循环，因此称为单极性基板感应技术。
磁力模板工作原理及技术工艺的比较
磁力模板工作原理及技术工艺的比较说明意大利泰磁公司成立于1972年，是设计、生产电控永磁系统的专业公司，已有近40年多年的经验，拥有多项自主知识产权的专利，是电控永磁产品领域世界排名第一的公司。
自90年代以来，电控永磁快速换模系统已广泛应用于全球市场。
该技术的基本原理是：用电控来改变永磁体的磁路分布，靠永磁体吸附模具，夹紧与放松过程只需几秒钟，工作过程中不需电能，夹紧力在全部接触面上可达15kg/cm2，对任何吨位注塑机上的任何重量的模具都可保证正常工作。
该产品安全可靠、实用高效、节能环保、无需维修、无运营费用、柔性极大，在一台注塑机上可对各种不同模具进行快速换模，特别适合于多品种、小批量、准时制（JUST IN TIME）混流生产。
另外，该产品的夹紧力均匀分布于模具与磁盘的全部接触表面，使模具背面无受力“空腔”，更好地保证了合模精度，大大减少模具损耗、提高模具使用寿命。
1.关于磁力技术的问题：泰磁公司产品技术是双向极性的，一个方格是N极，另一个相临的方格就是S极，N 极将磁力线推出给模具背板，S极把穿过模具背板的磁力线收回，而磁模板的基板本身并不带磁是中性的，因此称双极性性中性冠技术，该专利是泰磁公司1985年发明的，专利号为：U.S.A. patent N.4507635 issued June 3rd, 1985，见专利证明附件。
因为磁力线只有完成从N极到S极的闭合循环才能在模具背板上产生吸力，因此该技术使磁能利用率更高（N极推出多少磁力线，通过模具背板S极就收回多少磁力线，完成磁力线闭合循环），因此吸力更大，克服工作气隙（模具背板与磁力模板间的工作间隙）的能力更强（因为气隙会阻碍磁力线循环）。
见图一：双极性中性冠磁板技术示意图。
图一：双极性中性冠磁板技术示意图其它公司的产品技术是单向极性的，每个圆圈都是N极，N极把磁力线推出进入模具背板后没有另外一个S极主动将磁力线收回，而是靠磁力线自身传导到磁模板的基板上，基板被感应成S极而被动吸收磁力线从而形成磁力线闭合循环，因此称为单极性基板感应技术。
电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
2019年20期工艺创新科技创新与应用Technology Innovation and Application电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析乔志洪（湖南千豪机电技术开发有限公司，湖南岳阳414000）引言上世纪50年代日本丰田公司提出了快速更换模具的概念。
80年代末国内开始研发用于冲床、注塑机的快速换模。
夹紧方式从机械旋压式发展到液压压板式，近几年磁力吸盘（又称磁力模板）已被国内及欧美厂商逐渐接受和采纳，尤其是电控永磁快速换模。
因此，对电控永磁磁力模板的结构及磁场进行分析研究很有必要。
结构决定电控永磁磁力模板的磁场分布及使用性能，磁路分析是磁力模板结构设计的关键，磁路分析主要有解析计算法和计算机有限元计算法[1-2]。
1电控永磁双面全钢磁力模板磁力模板是一种用于产品注、压成型及其它冲压成型工艺实现模具快速更换的装备，包含电控永磁磁力模板、主控制器、远程控制器、安全检测及报警系统（图1为系统图）。
电控永磁磁力模板用于注塑机的快速换模，因用永磁而非电能保持磁吸附故安全，因夹放模具简单方便而实用，因模具更换快捷而高效，因节能而经济，因无液、气泄漏而环保，已被市场逐渐认可，应用前景广阔。
但现有技术的磁力模板，磁极与NFB 磁钢崁装于壳体内表面灌绝缘胶密封，长期高温环境下易膨胀、开裂而失效，使用寿命短；释放摘要：汽车工业的高速发展，塑料件更新换代迅速，注塑模具的快速更换成为必要。
模具所用的夹紧方式是决定其更换用时长短的关键，常用的模具夹紧方式有机械锁紧、液压夹模，其共同点是分散点状夹紧。
利用磁力夹紧的方式正逐渐被市场所接受，永磁夹紧方式因节能更被看好，电控永磁必然成为未来的发展方向。
磁力吸盘正面常采用树脂灌封，在注塑高温环境中常有失效的案例。
文章的电控永磁全钢磁力吸盘优化了结构，有效规避了现存的安全风险。
关键词：快速换模；电控永磁；双面全钢磁力模板；磁场仿真中图分类号:TG386文献标志码:A文章编号:2095-2945(2019)20-0111-03Abstract :With the rapid development of automobile industry and the rapid replacement of plastic parts ,the fast replacement ofinjection mold is necessary.The tightening mode used by the mold is the key to determine the length of its replacement time.Thecommonly used mold tightening methods are mechanical locking and hydraulic clamping ,which have the same characteristics asscattered point clamping.The use of magnetic clamping is gradually accepted by the market ,permanent magnet clamping mode is more promising because of energy saving ,electronic permanent magnet is bound to be the trend of future development.The front ofthe magnetic sucker is often sealed with resin ,and there are often cases of failure in the high temperature environment of injection molding.In this paper ,the electronically controlled permanent magnet all-steel magnetic sucker optimizes the structure and effectivelyavoids the existing safety risks.Keywords :rapid mold change;electronically controlled permanent magnet;double -sided all -steel magnetic template;magnetic field simulation作者简介：乔志洪（1966，09-），本科，学士，高级工程师，30年产品研发经验，研究方向：机械产品、冶金电磁机械产品、电永磁节能环保产品。
磁体的设计和性能分析
磁体的设计和性能分析磁体是一种能够产生强磁场的装置，它在各个领域都有广泛的应用。
从医学成像到能源发电，磁体的作用不可忽视。
在设计和制造磁体时，我们需要考虑多个因素，如磁场强度、均匀性、稳定性和效率等。
本文将探讨磁体设计和性能分析的一些关键问题。
首先，磁体的设计需要考虑磁场强度。
磁场强度是磁体的核心性能指标之一，它决定了磁体在实际应用中的效果。
通常，我们通过使用导体制造磁体来产生磁场。
导体的选择将直接影响磁场强度。
一种常用的导体材料是超导体，其具有低电阻和无能量损耗的特性。
然而，超导体的制造和维护成本较高，并且需要低温环境来保持超导态。
因此，在实际应用中，我们还使用了其他的导体材料，如铜和铝等。
这些材料具有较高的电导率和较低的成本，但相应地磁场强度会较低。
其次，磁体的均匀性也是一个重要的设计考虑因素。
磁体的均匀性决定了磁场在空间中的分布情况。
在某些应用中，如医学成像，我们需要一个均匀的磁场，以确保获得准确的成像结果。
为了增强磁体的均匀性，我们可以采用一些技术手段，如使用多个线圈或改变线圈的形状。
此外，磁体的磁材料的选择和优化也可以改善磁场的均匀性。
另外，磁体的稳定性对于长时间运行至关重要。
稳定性是指磁体在长时间使用过程中保持稳定的磁场性能。
温度变化是导致磁体不稳定的主要因素之一。
在高温下，导体的电阻会增加，导致能量损耗和磁场强度的减小。
为了解决这个问题，我们可以采用冷却技术，如液氮冷却或水冷却，以保持导体在较低温度下工作。
此外，合理的电源设计和坚固的结构也有助于提高磁体的稳定性。
最后，磁体的效率也是一个需要关注的指标。
效率是指磁体在提供所需磁场的同时消耗的能量。
为了提高磁体的效率，我们可以优化磁体的结构和电源设计。
例如，减小导体的长度和截面积可以减少能源损耗。
此外，采用高效的电源控制技术，如谐振电源，可以最大程度地减少能量浪费。
综上所述，磁体的设计和性能分析涉及多个关键问题，如磁场强度、均匀性、稳定性和效率等。
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电控永磁全钢磁力模板的结构研究及磁场分析
发表时间：2019-08-26T13:52:41.333Z 来源：《城镇建设》2019年11期作者：刘凯
[导读] 上世纪50年代日本丰田公司提出了快速更换模具的概念。
80年代末国内开始研发用于冲床、注塑机的快速换模。
河北建设集团股份有限公司，河北保定 071000
摘要:上世纪50年代日本丰田公司提出了快速更换模具的概念。
80年代末国内开始研发用于冲床、注塑机的快速换模。
夹紧方式从机械旋压式发展到液压压板式，近几年磁力吸盘（又称磁力模板）已被国内及欧美厂商逐渐接受和采纳，尤其是电控永磁快速换模。
因此，对电控永磁磁力模板的结构及磁场进行分析研究很有必要。
关键词：快速换模；电控永磁；结构分析
1电控永磁双面全钢磁力模板
磁力模板是一种用于产品注、压成型及其它冲压成型工艺实现模具快速更换的装备，包含电控永磁磁力模板、主控制器、远程控制器、安全检测及报警系统。
电控永磁磁力模板用于注塑机的快速换模，因用永磁而非电能保持磁吸附故安全，因夹放模具简单方便而实用，因模具更换快捷而高效，因节能而经济，因无液、气泄漏而环保，已被市场逐渐认可，应用前景广阔。
但现有技术的磁力模板，磁极与NFB磁钢崁装于壳体内表面灌绝缘胶密封，长期高温环境下易膨胀、开裂而失效，使用寿命短；释放状态下因磁极处常残留剩磁存安全隐患及磁辐射污染，因此，研究电控永磁磁力模板的新结构意义非凡。
1.1双面全钢磁力模板的新结构
全钢磁力模板主要结构包括：1-磁极，2-NFB高能永磁钢，3-LNG可变极性永磁钢，4-电控线圈，5-磁轭，6-缓冲磁轭；磁回路包括：7-NFB磁回路，8-LNG磁回路，9-缓冲磁回路。
双极性交替分布，标示有黑点的是相同极性。
具体见图1与图2所示，从图1、图2局部剖面图可以看出：全钢磁力模板采用两种永磁源:NFB高能永磁钢（2）和LNG可变极性永磁钢。
（3）作为驱动双永磁能源。
电控线圈（4）周向包裹着LNG可变极性永磁钢（3），电控线圈中的不同方向的瞬时脉冲电流控制LNG可变极性永磁钢的磁场方向及强度，当脉冲电流达到LNG永磁钢的阈值在未饱和的条件下脉冲电流强度决定LNG永磁钢的储能量，即以电能控制永磁，常称电控永磁。
全钢磁力模板正面由整体钢板加工成磁极（1）和缓冲磁轭（6）的全钢表面结构壳体，背面是整体钢板的磁轭（5）覆盖所有磁极的背部，即未采用树脂密封的双面全钢封装结构。
磁力模板的磁极按规律分布在工作面，对模具产生整面均匀吸附，提高了模具的使用刚度，保持了模具的精度，保证了产品质量。
缓冲磁轭是连接磁极与磁极、磁极与壳体成整体全钢的筋，并形成缓冲磁路，是全钢磁力模板的关键特征。
由于永磁磁钢的个体制造差异及装配气隙的影响，两种磁源不可能达到绝对平衡，释放状态下，两种永磁源磁场方向相反、磁动势差异在磁极处会相互干涉导致退磁不净磁极表面有剩磁，缓冲磁轭形成的缓冲磁路能有效融合两种磁源的干涉，使退磁时磁极表面剩磁消失为0。
1.2电控永磁双面全钢磁力模板工作原理
电控永磁磁力模板按磁路特点分单极性和双极性，单极性即吸附面的所有磁极表现为相同极性，磁吸附状态时，磁极、被吸物、磁力模板壳体与磁轭形成主体磁回路，壳体对外表现磁性。
双极性即吸附面的相邻磁极表现为相异极性，磁吸附状态时，磁极、被吸物、相邻磁极与磁轭形成主体磁回路，两种磁源相匹配时壳体对外不表现磁性。
本文的电控永磁双面全钢磁力模板是双极性结构设置，相邻两磁极极性相异交替分布，正反两面整体全钢。
电控永磁双面全钢磁力模板的磁回路由NFB磁回路（7），LNG磁回路（8），缓冲磁回路（9）复合而成。
当给予电控线圈瞬间足够强的正向脉冲电流，对LNG永磁钢正向充磁至饱和，LNG永磁钢与NFB永磁钢以相同的极性磁化同一磁极，磁场在磁极处叠加，磁极对外表征强磁，通过气隙吸附工件（模具），此为工作状态。
图1所示为磁力模板吸附模具的工作状态。
当给予电控线圈适当的瞬间足够强的反向脉冲电流，对LNG永磁钢反向充磁至饱和，LNG永磁钢与NFB永磁钢以相异的极性磁化同一磁极，NFB磁钢在磁极中产生的磁场被LNG磁钢产生的反向磁场所吸引导向背面的磁轭形成磁回路，两种磁源相匹配时，LNG磁钢产生的反向磁场与NFB永磁钢在磁极中产生磁场势均力敌，缓冲磁回路的存在辅助吸收强者多出的微弱磁场，磁极对外无磁性，被吸附工件（模具）得以释放，此为释放状态。
图2所示为全钢磁力模板释放工件（模具）的释放状态。
2永磁的特性分析
2.1磁路饱和特性分析
在对磁路饱和特性分析时需要建立相应的数学模型来完成，如果将坐标实际的旋转变换性当作基础，而永磁同步的电机进实施矢量性的控制，于DQ同步的旋转性坐标系内，实现类似于直流电机控制的性能。
对于永磁同步的电机来书，其存在有效的气隙是比较小的，由于发生电枢反应，则其磁场的作用就会导致磁阻出现很大的变化性，且其D轴具有电感同Q轴具有电感就会出存在不相同性，同时转子的结构呈现出不对称状态，导致对磁路饱和产生影响。
因为D轴是在永磁体其轴向的位置中，并且其永磁体具有磁导率是和空气具有磁导率呈现十分接近的状态，因此Q轴具有有效的气隙是要小于D轴具有有效的气隙的，按照有限元的软件进行分析，D与Q轴的电感是随着电流变化，其D轴的电感值呈现相对的稳定，而Q轴的电感值是随着Q轴的电流增加呈现出显著性的减小状态。
因为Q轴的电流同转矩是呈现出一种线性的关系状态，于其恒转矩的区域内，若其转矩出现了相应增加，则受到相应饱和作用影响，会让Q轴具有电感出现变小的情况，进而造成其凸极率发生下降，因此，在实际情况中，电机的输出转矩存饱和作用影响而出现降低情况。
在其恒转矩的区域内，通过每安电流具有最大的转矩来实施控制，同时其电机具有电感参数的额定运行相应恒值是同电感随着电流实
际变化而呈现出非线性的关系状态，按照电机转矩以及机端电压具有输出的曲线关系得知，磁路存在饱和就会对电机的特性产生一定影响。
在其转矩出现增加时，其Iq也会出现相应的增加，而电感的参数Lq则受到饱和作用影响，而出现相应的减小，进而导致电机磁阻实际转矩出现一定的变小，因此这就对电机的转矩输出存在很大的影响。
同样的原理，其机端的电压也会由于受到饱和作用的影响，而呈现出相应的变化。
在高速的区域中，其区域是呈现出弱磁性的，因为电流圆会对其磁性产生很大的限制，而去磁的电流Id出现增加，则其Iq也随着不断出现减小，因此其磁饱和具有的作用是会下降的，其D轴的电流会不断出现增大，而D轴的电感值略出现增大的情况，且其凸极率呈现出了下降状态，同时电机转矩具有输出的能力也是呈现略为降低情况。
若在Q轴位置磁饱和具有作用出现下降趋势后，其Lq的电感值仍然还是要比额定的运行情况下电感值要大很多的，且求增量也是远大于D轴具有的电感增量的，因此，其弱磁区具有输出的转矩能力也就会出现提高，其控制系统发生对其电机磁路具体饱和产生影响，从而达到了一定的补偿效果。
结语
本文通过对双面全钢磁力模板结构的研究，体现了双面全钢磁力模板防护更好、使用更安全、释放状态无剩磁更环保的优点，给出了磁力模板的磁路设计和计算方法。
参考文献
[1]邱明辉.永磁吊的磁路计算[J].大连铁道学院学报，1999，20（3）：4-7.。