Относително пропускливост - studopediya

Следователно, на магнитното поле в феромагнитна сърцевина се амплифицира 4000 пъти, в сравнение с вакуум.

Пример 5.5. Toroidalny ядро ​​има размери: външен радиус R = 50 mm, вътрешен радиус R = двайсетмилиметър, височина Н = 10mm. Прекратяване рана на ядро, съдържащо W = 40 завои. Чрез намотка напрежение U = 0.5V честота е = 1000Hz. Токът, протичащ през намотката I = 0,005A. Изчислява проницаемост на материала, от който сърцевината е получено от пренебрегва активното съпротивление на загубите на навиване и ядрото, и при условие, че ядрото не е наситен.

Решение. Максималната стойност на магнитната индукция, ние откриваме, по следната формула:

Максималната стойност на силата на магнитното поле на:

Относително пропускливост:

Тя е създадена експериментално, че за плавна промяна на магнитното поле в промяната на магнитния поток, поради предубеденост случва неправилни граници между областите (Barkhausen скокове). Фиг. 5.12 показано в увеличен изглед на една малка част на хистерезисната крива, кръг стъпка промяна на магнитната индукция. В цикличен remagnetization феромагнит индивидуални скокове индуцира едн в намотката на магнитното шум.

Формата на бримките на хистерезис, стойностите на Вг и Hc зависи от химическия състав на магнитния материал и производствения процес. Например, студено валцувана стомана има по-добри магнитни свойства в сравнение със стоманена горещо валцуване. Въпреки това, по-скъп студено валцувана стомана горещо валцувани.

Над него се отбележи, че изразходват в един remagnetization цикъл на сърцевината енергия е пряко пропорционална на квадрата на динамичен хистерезисната крива, т.е. хистерезисна крива, взети при предварително определена честота. По-широкият контура хистерезис и съответно по-голяма площ, по-голяма загуба в сърцевината.

Загубата на ядро, магнитни загуби наречени PM. състои от хистерезис загуба Pg (обръщане) и загуби поради вихрови токове PB (Фуко течения), който индуцира променлив магнитен поток в магнитния материал:

Когато се работи в загуби с променлив поле, причинени от хистерезис е пряко пропорционално на честотата. Мощност хистерезис загуба (за обръщане) обикновено се изчислява от емпирична формула, например:

Sg където - коефициент на хистерезис зависимост materirala феромагнит;

F - честота на трептене на магнитната индукция;

Bm - максимална индукция;

G - маса на сърцевината.

Загубите от вихрови токове са пропорционални на квадрата на индукция, квадрата на честота и обратно пропорционална на електрическо съпротивление.

Силови загуби в резултат на вихрови токове също са изчислени от емпирични формули, например:

където SB - вихрови токове коефициент в зависимост от дебелината на феромагнитен материал лист и електрическо съпротивление на материала.

Както се вижда от формула (5.15) използването на магнитни материали с ниско електрическо съпротивление при високи честоти е ограничено поради високите загуби, причинени от големи амплитуди на вихровите токове. За повишаване на електрическото съпротивление на силиций стомана използва легиращи намаляване на дебелината на ламарината и изолирани един от друг от листовете. Практиката показва, че SB коефициент е пропорционална на квадрата на дебелината на листа. Следователно, намаляване на дебелината на листа е основният начин да се намалят загубите при по-високи честоти.

Ние считаме, че по-подробно, че имат вихрови загубата ток. Променящата магнитния поток F (т) с течение на времето индуцира едн индуцирано в феромагнитна сърцевина. От електрическата стоманата е проводник на електрически ток, токовете се случват в ядрото. наречен вихрови токове на Фуко или (фигура 5.15, а). Тези токове топлина сърцевината. Силата изразходвани в нагряване на ядрото се нарича загубите на мощност от вихрови токове:

където Ic - ефективна стойност на вихрови токове, R б - съпротивление на веригата, за който се затваря с вихрови токове.

За да се намалят загубите на мощност, причинени от вихрови токове железни ядра устройства, работещи на променлив ток, изработени от изолационен една от друга плочи. Изолационните плочи се извършва чрез лакове или хартия. Когато отделни вихрови токове като основни изпълнение са затворени само в една плоча (фигура 5.15, б).

Потока в рамките на същата плоча, в сравнение с потока в твърда сърцевина се намалява п пъти, и съпротивлението на линия увеличава п пъти, където п - брой на плаките в сърцевината. В резултат на едн, индуцирана в течение на една плоча се намалява п пъти, и съпротивлението на веригата, където затворените отделни вихровите токове увеличава п пъти. Следователно ток вихрови рамките на една плоча намалява в п 2 пъти в сравнение с вихрови токове в твърда сърцевина. Тъй като стойността на текущата загуба настъпва във формулата (5.14) квадрат, загуба на мощност се намалява до една плоча 5 п пъти в сравнение с загуба на мощност в твърда сърцевина. общите загуби на мощност на всички п плочи намаление в сравнение с загубите на мощността в активната зона в непрекъснат 2 п пъти. По този начин, ние виждаме, че изпълнението на изолирани основните плочи е ефективен при намаляване на загубата вихров ток.

Загубите зависят от процента на отменените намагнитване. Колкото по-голяма от скоростта на намагнитване обрат, толкова по-голяма загуба. Ето защо, по-висока честотата на захранващото напрежение, тънка плоча трябва да бъде. Дебелината на плочите с честота равна на 50Hz вземат 0,55-0,5mm и при честота от 400 Hz - 0.1 mm или по-малко, съответно.

Фиг. 5.14 показва две хистерезис вериги: бавен за намагнитване обръщане (пунктирана крива) и за намагнитване обръщане при честота от 50 Hz (твърдо крива).

Ако Bm> 1 Т. магнитното загубата се определя

Фактът, че загуба на мощност Pg пропорционална на честотата и силата на PB - квадрата на честотата, което позволява експерименти, за да разделят общите загуби на Pg PM и PB. PM ако направите измервания в две различни честоти f1 и f2. но с постоянна амплитуда магнитен поток плътност по-голяма от 1 Т.

За да се оцени загубата на желязо при честота от 50 Hz много често не се споделя загуба Pg и РВ. и използване на формулата за общите загуби, произтичащи от формула (5.15):

Тук, Р1 / 50 - специфична загуба желязо (W / кг) при Bm = 1 Т и е = 50Hz. Формула (5.15) показва, че загубата на желязо е пропорционална на квадрата на магнитната индукция. В зависимост от специфичното качество на загуба стомана е 1,2-5,5 W / кг

Пример 5.6. Получената магнитна сърцевина загуба на трансформатор хистерезис и вихровите токове при честоти от 1 кХц и 2 са съответно 15 и 50 W при постоянна магнитна индукция B = 1,2Tl. Изчислете магнитна сърцевина загубата при честота от 5 кХц с една и съща стойност на магнитната индукция ..

Решение. Общата загуба в сърцевината на хистерезис и вихрови токове се изчислява съгласно формулата:

Определяме константи и коефициенти на системата:

Загубите в сърцевината на трансформатор с честота от 5 кХц равно на:

Наред с активната мощност при работа с метални вериги използват концепцията за реактивна мощност или магнетизиращ. която се измерва в Вари. Зависимост на тази власт, както и текущия IP на Вт. нелинейна. В позоваванията [8] показва специфичната намагнитване мощност Q0 (Var / кг) на магнитната индукция Bm.

Променливото магнитни полета използва понятието динамичен пропускливост. представлява съотношението на най-голямата стойност на най-високата стойност на индуцирано магнитно поле. С увеличаване на честотата на променливото поле магнитно динамичен проницаемост намалява поради инерцията на магнитните процеси.

В вериги разсейване променлив ток, когато намагнитване индуктор понякога оценява магнитен загуба тангента на ъгъла. Еквивалентната веригата на намотката с феромагнитна сърцевина е представена като поредица връзка на идеалната индуктор L R и без загуба импеданс еквивалентни на всички видове загуби в феромагнитен материал (фигура 5.15) в. Диаграмата на вектор получи (Фигура 5.15 гр):

Обратното тангента на магнитни загуби, наречен Q индуктори уточни магнитопровода:

В зависимост от големината на коерцитивната сила ограничаване хистерезисна крива магнитен материал е разделен на меко магнитно (Hc <4 кА/м, ) и магнитотвердые (Hc> 4 кА / т). Най-малката стойност на коерцитивната сила на магнитни материали е 0,4 A / m, и най-важно за магнитните материали е 800 кА / м. Имайте предвид, че термините меки магнитни и твърди магнитни материали, които не са механично и електрическите характеристики на магнитните материали.

Като материал за магнитни ядра, работещи в редуващи се полета, магнитни материали се използват с тесен контур gisterezisa.Oni различен малък резерв на магнитна енергия, ниска коерцитивност, възможността за лесно размагнити и remagnetized и висока проницаемост при ниски и средни области. Меки магнитни материали се използват за производство на сърца (магнитни ядра) трансформатори, статори и ротори на електрически машини, измервателните уреди и електрически превозни средства.

В контраст, магнитните материали имат широк хистерезисна крива и високо коерцитивната сила. Те се характеризират с голямо предлагане на магнитна енергия и стабилна намагнитване. Те се използват за производството на постоянни магнити.

Магнитните характеристики на феромагнитни материали зависи от температурата. С повишаване на температурата на амплифицираната смущаващ ефект на термично движение на атомите, който има тенденция да се прекъсне състояние на спонтанно намагнитване на феромагнит.

Пропускливост също зависи от температурата. При температура над определена стойност, наречена точката на Кюри, магнитните домени са разбити и материалите губят своите феромагнитни свойства. За различните материали на точката на Кюри има различна стойност, като характеристика на магнитния материал. Например, чисто желязо, температурата на Кюри е 768 ° С, и към нея никел е 558 ° С

За да се характеризира промените в магнитната проницаемост при промяна на температурата са температурен коефициент на магнитна проницаемост се определя както температурен коефициент на други характеристики:

Когато намагнитването на магнитния материал, промяна на линейните размери и форма. Това явление се нарича магнитострикция. Характерна на магнитострикционен материал е константа магнитострикция. изразява чрез следната формула:

където - увеличаване (или намаляване) на дължината L на пробата в посока на поле Н с увеличаване на силата на полето от нула до стойност, която причинява технически насищане.

Константата на магнитострикция може да бъде положителна или отрицателна, т.е. размера на пробата в посока на областта когато намагнитването може да се увеличи, така и намаляване.