角形ヒステリシス磁心の交流消磁法
（昭和48年5月15日 原稿受理）
電気工学教室毛 利 佳年雄
電気工学教室 藤 本 利 喜 雄
On Accurate AC Demagn・tizati・n in Rectangular Hysteresis Cores
by K二aneo］ylOORI Tokio FUJIMOTO
．1°thi・p・p；…ぽ・t・the cau・・f。・the scatteri・9。f。c d，m。輌。ed丘眠・1，v。1
wmdmg．
tはじめに 灘す絞灘界H・・rこよって励齢れるので・
磁心内の磁束変化がH。、に比例すれば正確な消磁 高透磁率磁心とくに角形ヒステリシス環状磁心 が行なおれる。あるいは，H。，を減衰させる過程 の交流灘は一般に困難であって劇・信骸圧 に叔・て磁束振動の中 じ・位置力・消磁レペ・じから 器の偶数調波ひずみや倍周波形アナログ紀憶素子 ずれた場合でも，再び消磁レベルにもどる作用が のリセットエラーおよび多数個の磁心における磁 あれば，消磁は完全に行なわれる。そこで，はじ 気的詰量の短時間内測定の困難さ等の原因になっ めにφHメジャーループの原点近傍における交流 ている。これに対して、これまで有効な交流消磁 磁化の安定性についてのべる。
法は確立されていなかったが・著者の一人が線形 50％1WLF已磁心においては，消磁位置から正 イソダクタソスを磁心に並列接続する高精度の消 の磁界によって移動した平板状磁壁が，負の磁界 磁法を見出し，その概要を報告した 。 によって逆方向に移動する場合，第1図の磁壁移 本稿では，はじめに，これまで不明であった交 動モデルとそれに対応する第2図の準静的BH曲 流消磁のバラツキの機構を磁化モデルによって解 線の測定結果からわかるように，各磁束レベルに 析し・ついでこれらの解析結果から予想される よって磁束変化の七きい値磁界の大きさと磁束変
（D等価うず電流抵抗法と（ii）線形インダグタ 化の勾配が異なっている。いま，磁束の上昇曲線 ソス法による消磁法につき実験を行ない・線形イ を2次曲線で近似し，下降曲線を垂直線で近似す ソダ〃ソス法が嚥であることを示す・さら る．そこで，第掴蝉磁心回路においてsを
㌶㌶灘鷺藤繊鯵魏雀咽・とすると，あ竺卿竺対し
紆の酬劇セ，磁として、唖列の麟巻 て・餌司ナPルーフは原点力 ら飽臓東レベ
線をもつ二磁心回路による方法を示す。 ルφ・に向ってドリフトするが・このドリフトす るマィナーループの高さの最小値φ＊を図示する 2・ 交流消磁機構 と第4図になる（詳細は文献（2）参照）。実線は
交流消幽程では，磁心は振幅が時1田とともに 雑70一内径63塙さ20一テープ厚゜・1mm
x RP S
φ
4 rL Z
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第咽囎醐の繍性モデル 25
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第3図 単磁心回路
ノΦ♂1 回
1・← 0
・ ． 10 20 50 100 200 500 1k
，1旙H・1． fp（H・）
：2 ・ 第4図R♪をパラメータとしたφ事一九曲線
5： 、 1 ： R♪＝10KΩ 倉 II ： R♪＝50Ω
一 悼i「 なる。
．・i・・ φHメジャーループからマイナールーフ へ移行 二1よ」．，する場合の磁化特性は不明であるが・いま訓ナ
第2図幽ペルから出発こたB熾 ；：；；㌫㌫隠㌫：の正鮒
の50％沌一臼磁心（東北金属製FA 3594）に α1φ一H。、−H、…塩＞H、 （1）
対する計算結果である。すなわち・電源の内部抵
抗R，が小さいほど訓ナ→レープ｝まドリフトし 屯φ＝疏・一（一正r2） 塩くH・ （2）
やすい。交流消磁において，H。，を徐々に減衰さ 磁束変化の制動係数をβとおくと，第3図の せる場合は以上のマイナーループのドリフト現象 回路（Sは 開 ）における磁束変化の動特性は が生じて，交流消磁のバラツキの原因の一つに 次式で表わされる。
噌＋偽φ一興 （3） 醒一瑞＋碗（疏一凡）呈≠（・・）
確趨φ一＋（一昆）（4γとなるので醒〉ご罵ふに
ただし
ﾑ婿㌢綱搬賑 φP判書（・一あ（・・）
ゆえに，時間幅Tにおける磁束上昇分φ聞と磁
束下降分φ｛一】はそれぞれ次式となる。 となって正確な消磁ができる。
一方，」甘 εを十分減衰させて微小マイナールー φ…一ﾆ（ α1 −一直71一εβ） （6）麗霊：麟瓢襟量1鵠
φ…一一ﾉ（・一あ （7）犠蕊1㌶撫において恥をパラ．
振振幅を1日 五とおくと o占 ロコ
φr・一蹴一H1（ ＿α1＋αLτ1＿ε 9） （8）讐・
一タにとり，Lを接続しない場合と接続した場合
（6）（7）式において，α1≠α2，H1≠私のとき
の交流消磁の実験結果である。実験では．εpは60 1φ［＋》1≠1φ〔一 1となって・正F庄な消磁が不可能と旺。の交流電圧を恥た。使用磁蹴5。％Ni．
なる・ F。ボビソコア（外径＿、α4，内径9＿高さ5＿
以上のように・彫特性蹴では・継変化は テープ厚。．。、皿鳳凍北金殿N。．21Nα4）
一般に非対称であって，その中心位置が消磁レペ ルから離れ易いので消磁結果がパラツキを示すご 血8
心に負荷Zを接続して高精度の消磁を行なう方
法をのべる・ ：1 ＝2 7脚一
と…㌫鴎㌫獄㌶㌘顯∨エ＼
がそれぞれα、＋αL，α2＋αLに置き換った式で Hm・BHc RP・10轟 COR町4 表わされる。ここにαL＝沖／L「 である。（6）ての 第5図（a）
式に対応する磁束変化分をφ把φ㌃｝とおき・励
0 ・． E＝3L95°ψ書 ．
α1十αL 匝2
−04
〆
・ v
N ・ ．
φ㌃一誓譜（・一ご竿）（9）： ，．＿悟
01 となる。 ° ロロベ ここでLを十分小さくし、αL＋偽＝αL＋偽＝覗
αLとすると，1φLl−1φ1となるためにはH 五は Hm・6Hc RP・10。n CORE．2 たとえば（6）．（8）式より 第5図（b）
L＝oo
L＝20mH
1．O
o6 05 04
むユ
醜。
一ロ ーa4 一口6
−06
−1．
き1秒である。消磁試行後の磁束レベルφ・の測
㌔ 鴎。驚巖し竺議灘纂：
られた。一図の（a）〜（e）から，工の効果でεは いずれも減少するが，とくに、Rpが大きいほど減
α〜 ε＝1、48。 ．
「
一〇．1 −
°2 gm．，Hc，，。1。。血，。，，．4 第ぼ5曙Ni−F・ポ已ンコア
第5図（・） C・RElN・2iN・・4
1 0且 o
ロユ
％．・
−q2
一〇．
一口6
−o且
■1，
02
0．1
E＝57．94●，。 φ5（」しf） 501
93，9 0．1ユ5
500 94．3 0．120
1・ 瑠L昂 塁，
／ ドず鑑驚＝漂：箕璽1
・ ・ ． この場合（6）（7）式に対応する磁束変化分を φ1＋｝，φ1 ，とおき励振振幅を」甘㍗とおくと E＝1．15・占
：三一 φP＝疏（1−eβ）（12）
Hm＝8Hc Rp＝1Kn C°RE弓 φ1−一H・ LH・（・一，一：≧「）・（、3）
．第5図（の 暁 ぬ
ただし，β＊一β十1牢／Rノ、である。
ロ4 ここでR，を十分小さくとり，β＊〉α、T，α昂と ヒエユムロヨワ
田 すると一φ、1ゴφ1とするためにはたとえば（6）
ロコ α、 （12） 式より
％so L＝°° α1 〈
二；W／． 」 一伴云私）（・≡ろ（・4）
自
o L＝20mH
引 となって，ILの場合と同様に高精度の消磁が期待
屯2 gm．、，、，，．1。，轟・。・・一・ できる＝方微小対ナーループで｝ま（15）式 第5図（e） 一は成立せず・微小のR・のため第4図のRpが等 価的に減少したことになり，マイナーループはド であって・その磁気特性は第1表の通りである。 リフトし易くなる。ゆえにR、の場合εはある値 消磁試行回数は各々35回・消磁時間は・1回につ 以下に減少させることは困難になる。
一 であるから，正丘 ＞j脱，葛となる。
ゆえに
02 ε＝0．43． ■
田 ・ φ1＋，＝＝1φ1−）1＝＝王「E Tゾβ＊ （15）
口 α2 ロ鬼。
−o，1
−0．2
一的 α2 口1
％、
ε＝11，9°f． Rp
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RF］00血
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1＼＼／一 ＼ ．三4・i8い L 砺●
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−02
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●
第7図二磁心回路
s2
称にパラツキを示し，φ汁φ2の残留磁束がほぼ Hm＝8H亡 Rp＝100口 CORE−2 零｝こなっている。
第6図R．による消磁 以上の機構を解析すると，51が 閉 の場合
第6図ぽを撒湖合の消磁の実櫟 ；讐欄＋碗φバー唖（・6）
璽巖；こ膿㌶㌶慧㌫；趨囎輌＿＿由（、7，
心，実験方法等は第5図の場合と同一である。
砿二磁心回路の齢 ただし・力園・五嗣はφいφ・の㈱性蹄
母磁心の瀧試行後の測定では，磁心は．・ルス わす関数である・つぎに亀澗 でゴφ1μ＝
磁界によって内部状態力剛こ破鍵れる．＿方 ゴφ・μであり・初酬カミ等い 場合
種々の応用において，磁心の消磁状態が非破壊的 φ1＝晦 （18）
に測定（確認）されることが要求される。ここで となる。
は第7図に示すように，逆直列の短絡回路 をもつ二磁心回路を構成し，両磁心が同一 6
の磁束レベルにおちつくよう制御する㌔ 田 ＝ε3言認 ゆえに本方法によれば，・つの蹴の磁束 li
レベルを破壊的に測定して他の磁心の磁束 舞5。 一 ＿L．。。
レベルを非酬的に読み取ることとができ ：：
る。 一田 ロム
㌫欝麗状蕊㌶當ぷr ・・一＿，
（。）峡継果がえられる。す励端回 璽 …。・悟蒜型
の試行において・両蹴ともほぼ賑の磁 引Hm．、Hζ，P。1、n 中
㌢驚昔こ綴とすると，第 第8図⑳（b）短絡回路の効果
8図（b）がえられ・両磁心ともほ呈同一の o、 ．
（磁心No．2， No．4でそれぞれε＝0・19 一息1
％，漂：接続しても短綱が醐碧iトー一
合（SI 閉 ，畠 開 ）は，第8図（C） Hm・8Hc RP＝1K＾ 5・＝°PEN のように消磁結果は消磁レベルに関して対 第8図（ε）短絡回路がない場合
LEARNING MATRIX 第9図は，以上の消磁方式を応用した倍周波i形 アナログ記憶網のリセット方式の原理図であっ
ep㌔
て，1回のリセット操作ですべての素子が高精度 Y1 でリセットされる。
4 お わ り に
Yユ 以上，50％Ni−Feボビンコアで交流消磁法を 検討した結果，線形インダクタソスによる方法が
iiii Bi 有効であり，二磁岨路では短絡回路を設けるこ
とでほぼ完全に消磁できることがわかった。本方 耐 Ym 法はきわめて簡単な回路構成であり，多方面での 「 応用が期待されよう。なお，小振幅の交流磁界で 消磁する方法は，現在検討中である。
xlx・唱 x・ 最後に，御指導いただし、た九州大学原田耕介教
第9図アナログ記憶網のリセット方式 授に厚く感謝の意を表するともに，御鞭鑓をいた ゆえに，図（a）（b）では（ユ8）式によって， だく本学今崎正秀教授に深く惑謝する。
両磁心とも同一の磁束レベルにおちつく。一方図 参考文献
（c）では．（16）（工7）式によりφ1，φ2が逆比例す
る聴砺・轍瀧レベルに関して対称な位 ；；裂璽詔：；：；；：謡：1：1：13鵠3）
置におちつくと考えられる。 3）毛利：応用磁気学術講演会ユ2pA4（ユ972）
