测量与测试系统
用于软磁材料的 MagHyst® 技术

在电磁系统（如电磁阀、喷射器、制动器和继电器）的开发与仿真过程中，选择合适的软磁材料是至关重要的一步。

材料性能会显著影响磁路的工作特性，并进而影响整个系统的总体性能表现。

磁导部件，包括磁芯、衔铁、磁轭、线圈骨架以及其他结构部件，会根据设计要求采用不同类型的材料制造。

这些材料的范围涵盖传统钢材和铸铁，以及具有精确定义磁性能的高性能专用软磁材料。

材料特性在有限元仿真中的重要性

对于电磁系统的有限元分析（FEA），磁性 B-H 特性曲线是最重要的输入参数之一，其重要性与系统几何结构设计相当。

虽然几何结构和机械设计通常可被视为具有严格公差控制的确定性参数，但磁性材料的性能往往存在显著更大的波动。

这些变化可能发生在不同生产批次之间、不同材料供应商之间，甚至同一批次材料内部。

对于许多未合金化钢材或标准钢材而言，其磁性能通常并不受到严格保证，变化幅度可能高达数十个百分点。

在实际工程应用中，这种差异常常是导致仿真结果与实际产品性能不一致的重要原因之一。

电磁系统的优化程度越高、允许公差范围越小，对材料实际磁性能的精确了解就越重要。

用于测定 B-H 特性曲线的 MagHyst® 技术

MagHyst® 测量系统能够精确测定软磁材料及其部件的磁性 B-H 特性曲线。

为此，需要使用原材料加工制造标准化测试样品。

根据材料类型的不同，可采用不同形式的试样，包括：

试样几何形状与测量装置

以下试样结构已被证明特别适用于磁性能表征：

实体材料通常被加工成环形试样或棒状试样。

板材和带材则可切割成带状试样，或叠压成环形磁芯，以获得确定的截面几何形状和磁通路径。

测量原理

对于环形试样，需要绕制两组均匀分布的线圈：

对于棒状和带状试样，则采用专用测量夹具，包括：

这些夹具能够确保即使对于非环形试样结构，也能实现可重复且符合标准要求的磁性能测量。

测量结果与材料参数

测量可获得完整的磁滞回线，并由此推导出所有关键材料参数，包括：

完整磁滞回线的测量仅需数秒即可完成，因此既适用于快速质量评估，也适用于深入材料表征分析。

初始磁化曲线的测定

对于有限元分析（FEA）而言，初始磁化曲线具有特别重要的意义。

为了获得这一特性曲线，首先需要在受控条件下对试样进行退磁处理。

随后记录完整的磁滞回线以及初始磁化曲线。

该数据集能够真实反映材料的实际磁性能，并可直接用于数值仿真模型。

集成到有限元分析（FEA）工作流程中

测得的特性曲线可直接导出，并导入常见的有限元仿真环境中。

这样便建立了实际材料性能与虚拟产品设计之间的一致性联系。

因此，可以显著减少仿真结果与实际生产产品之间的偏差，从而在产品开发的早期阶段便提高电磁系统仿真的预测准确性。

对工业应用的重要意义

随着电磁系统在效率、小型化以及功能集成化方面的要求不断提高，精确掌握磁性材料性能变得愈发重要。

MagHyst® 不仅能够测量标准化磁性材料参数，还能够直接揭示实际制造过程中存在的材料波动。

这为以下目标提供了可靠基础：

因此，磁性材料表征已成为现代电磁产品开发过程中不可或缺的重要组成部分。