Категорије: Истакнути чланци » Новајлијари
Број прегледа: 4727
Коментари на чланак: 0

Хистерез и губици од вртложне струје

 

Током преокрета магнетизације магнетним материјалом наизменичним магнетним пољем губи се део енергије магнетног поља који учествује у преокрету магнетизације. Специфични део снаге, који се назива „специфични магнетни губитак“, расипа се по јединици масе одређеног магнетног материјала у облику топлоте.

Специфични магнетни губици укључују динамичке губитке као и губитке хистерезе. Динамички губици укључују губитке изазване вртложним струјама (индукованим у материјалу) и магнетном вискозитетом (такозвани магнетни утицај). Губици услед магнетне хистерезе објашњавају се неповратним померањем граница домена.

Напајање трансформатора на ВЛ носачу

Сваки магнетни материјал има свој властити губитак хистерезе пропорционалан фреквенцији магнетизирајућег поља које се намаже, као и површини хистерезијске петље овог материјала.

Петља хистерезе:

Петља за хистерезу

Да бисте пронашли снагу губитака повезаних са хистерезом у јединици масе (у В / кг), користи се следећа формула:

Снага губитка хистерезе

За смањење губитака хистерезе најчешће се прибјегавају употреби таквих магнетних материјала, чија је сила присиле мала, односно материјала са танком петљом хистерезе. Такав материјал је жарен како би се отклонили напони у унутрашњој структури, смањио број дислокација и других недостатака, а такође повећао зрно.

Вртљиве струје такође узрокују неповратне губитке. Настају због чињенице да магнетизирање магнетизирањем индукује струју унутар магнетизационог материјала. Губици узроковани вртложним струјама овисе о електричном отпору магнетизираног магнетизацијског материјала и конфигурацији магнетског круга.

Дакле, што је већа отпорност (што је лошија проводљивост) магнетног материјала, то ће бити мањи губици узроковани вртложним струјама.

Губици услед вртложних струја пропорционални су фреквенцији магнетизирајућег поља магнетизирања у квадрату, стога магнетни кругови направљени од материјала велике електричне проводљивости нису применљиви у уређајима који раде на довољно високим фреквенцијама.

За процену снаге губитака вртложне струје за јединствену масу магнетног материјала (у В / кг), користите формулу:

Снага губитка струје

 

Снага губитка струје за лисне материјале

Пошто губитак вртложне струје квантитативно зависи од квадрата фреквенције, за рад у области високих фреквенција потребно је пре свега узети у обзир губитак вртложне струје.

Да би ове губитке свели на минимум, они покушавају да користе магнетне језгре са већим електричним отпором.

Да би се повећала отпорност, језгра се састављају из мноштва међусобно изолираних листова феромагнетског материјала с довољно високим унутрашњим електричним отпором.

Напуњена магнетна језгра

Прашкасти магнетни материјал је прешан диелектриком, тако да су честице магнетног материјала одвојене једна од друге диелектричним честицама. Зато набавите магнетодиелектрике.

Друга опција је употреба ферита - специјалне ферримагнетне керамике, коју карактерише велика електрична отпорност, близу отпора диелектрика и полуводича. У ствари, ферити су чврсти раствори оксида гвожђа са оксидима неких двовалентних метала, који се могу описати генерализованом формулом:

 

Ферити

Са смањењем дебљине лима металног материјала, губици узроковани вртложним струјама смањују се у складу с тим. Али у исто време, губици повезани са хистерезом повећавају се, јер проредавањем листа смањује се и количина зрна, што значи да сила принуде расте.

Готово са повећањем учесталости, губици на вртложним струјама повећавају се више од губитака хистерезе, то се може видети упоређивањем прве две формуле. И у одређеној фреквенцији, губици на вртложној струји почињу све више превладавати над губицима хистерезе.

То значи да иако дебљина лима зависи од радне фреквенције, ипак, за сваку фреквенцију мора се изабрати одређена дебљина лима којом ће се магнетни губици у целини свести на минимум.

Обично магнетни материјали имају тенденцију да одлажу промену сопствене магнетне индукције, у зависности од трајања поља магнетизовања.

Ова појава изазива губитке повезане са магнетним утицајем (или такозваном магнетном вискозношћу). То је због инертности процеса ремагнетизације домена. Што је краће трајање примењеног магнетног поља, то је дуже одлагање, а самим тим и магнетни губитак изазван „магнетном вискозитетом“. Овај фактор се мора узети у обзир при пројектовању импулса за уређивање са магнетним језграма.

Губици снаге из магнетног утицаја не могу се директно израчунати, али могу се наћи индиректно - као разлика између укупних специфичних магнетних губитака и зброја губитака услед вртложне струје и магнетне хистерезе:

Хистерез и губици од вртложне струје

Дакле, у процесу преокрета магнетизације долази до незнатног заостајања у магнетној индукцији од интензитета поља магнетизирања магнетизирања у фази. Разлог за то су опет вртложне струје које, по Лензовом закону, спречавају промене магнетне индукције, појаве хистерезе и магнетног утицаја.

Фазни кут кашњења назива се угао магнетног губитка δм. Карактеристике динамичких својстава магнетних материјала указују на такав параметар као тангента магнетског угла губитка танδм.

Ево еквивалентног круга и векторског дијаграма тороидне завојнице са језгром магнетног материјала, где је р1 еквивалентни отпор свих магнетних губитака:

Еквивалентни круг и векторски дијаграм тороидне завојнице са језгром од магнетног материјала

Виде се да је тангента магнетног угла губитка обрнуто пропорционална фактору квалитета завојнице. Индукција Бм која настаје под тим условима у магнетизирајућем материјалу може се разградити у две компоненте: прва се по фази подудара са интензитетом поља магнетизирања, а друга заостаје за 90 степени иза ње.

Прва компонента директно је повезана са реверзибилним процесима током преокрета магнетизације, друга са неповратним. Коришћени у АЦ круговима, магнетни материјали се карактеришу у вези са овим параметром попут сложене магнетне пропустљивости:

Сложена магнетна пропустљивост

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Суперпроводљивост у електроенергетској индустрији. Део 2. Будућност припада суперпроводницима ...
  • Како се напон претвара у струју
  • Земљино магнетно поље
  • Суперпреводни магнети
  • Индуктори и магнетна поља

  •