Устройства с постоянными магнитами широко используются в машиностроении и в электроприводе. По сравнению с электромагнитными устройствами они обладают меньшим объемом, меньшим весом, отсутствием дополнительных источников электропитания и в итоге — меньшей стоимостью всего устройства.
Магнитоэлектрические преобразователи, такие как электрические машины с постоянными магнитами или преобразователи электрических сигналов в механическое движение, такие как динамические громкоговорители, получили широкое распространение. Широкое применение в медицине и вычислительной технике миниатюрных прецизионных магнитоэлектрических устройств повышает требования к уровню их проектирования.
На работу магнитоэлектрических приборов влияют окружающие магнитные поля. Эти поля могут быть как случайными (от работы рядом другого оборудования), так и возникающие от рабочих токовых обмоток самого исследуемого устройства.
Рассмотрим влияние внешних полей на работу магнитоэлектрического преобразователя (МЭП). В первую очередь важно учитывать влияние внешних магнитных полей на состояние постоянного магнита.
Поясним предстоящие рассуждения, используя упрощенную двухузловую схему замещения магнитной цепи МЭП.
На рис. 1 представлена конструкция осесимметричной магнитной цепи магнитоэлектрического преобразователя. На рис. 2 показана упрощенная двухузловая схема замещения этого МЭП.
На рис. 2 приняты следующие обозначения:
FПМ — активный нелинейный элемент, учитывающий свойства постоянного магнита в направлении оси легкого намагничивания.
Rδ — сопротивление воздушного зазора.
Rσ — сопротивление, учитывающее потоки рассеивания с боковой поверхности постоянного магнита.
ФПМ — магнитный поток в постоянном магните.
Фσ — суммарный магнитный поток рассеивания с боковой поверхности постоянного магнита.
Ф0 — магнитный поток через воздушный зазор устройства.
В схеме замещения на рис. 3 введен элемент FК, учитывающий наличие внешнего размагничивающего поля. Для пояснения состояния постоянного магнита при отсутствии и при наличии внешнего размагничивающего магнитного поля на рис. 4 приведена часть предельной петли гистерезиса во втором квадранте в координатах ФПМ и UМ.