Előadások a villamos berendezések
mágneses anyagok
Ebben a fejezetben az alábbi témákat tárgyaljuk:
12.1. Általános jellemzők mágneses anyagok. Meghatározások. Felmágnesezés görbe, hiszterézis, telítési fluxussűrűség, kényszerítő erő. Lágy mágneses és mágneses anyagok. Mágneses veszteség.
12.2. Típusú mágneses anyagok. A mágneses anyagok az energiaiparban. A tulajdonságait a leggyakrabban használt anyagok. Elektromos acél. Ferrit. Magnetodielectrics.
Mágneses tulajdonságok állnak rendelkezésre minden anyag. Ezek miatt a reakció az anyag, hogy a mágneses mező. Amint azt a harmadik előadás, a fluxus-sűrűség bármilyen anyagból lehet kapcsolódó mágneses térerősség benne
B = m 0 × m × H (12.1)
Globálisan szerint a mágneses mező, a anyagokat lehet három osztályba sorolhatók - diamágneses, paramágneses, ferromágneses anyagok. Az utóbbi tovább lehet osztani a tényleges ferromágneses, antiferromágneses és ferrimagnets.
Diamagnetics van egy mágneses permeabilitása valamivel kevesebb, mint 1 azzal jellemezve, hogy adja ki a mágneses mező régió.
A paramágneses van egy mágneses permeabilitása valamivel nagyobb, mint 1. A túlnyomó többsége anyagok diamágneses és para-mágneses anyagok.
Ferromágneses anyagok rendkívül nagy mágneses permeabilitása, amely akár az egy millió.
Mert ferromágneses anyagok, a kifejezés (12.1) érvényes nagy fenntartásokkal. Igaz ez gyenge mágneses mezők. Mivel a tér erősödés hiszterézis jelenség megnyilvánul, ha az erő nő, és az ezt követő csökkenése a feszültség értéke V (H) nem esnek egybe egymással. Ebben a kifejezésben (12.1) van értelme csak az emelő feszültséget az első ciklus során a mágnesezettség. Az irodalomban számos definíció mágneses permeabilitás.
A kezdeti mágneses pronitsaemostmn - értékét a mágneses permeabilitás, alacsony térerő.
Maximális mágneses permeabilitás m max - a maximális érték a mágneses permeabilitás, ami általában elért nagy mágneses mezők.
Többek között kulcsfontosságú fogalmak jellemző mágneses anyagok, tudomásul vesszük a következőket.
A telítési mágnesezettség - a mágneses térerő, amelyet elért magas területeken, amikor a mágneses összes momentuma domének orientált mentén a mágneses mező.
Zsanér gisterezisa- függő indukció a mágneses mező, ha a mező megváltoztatja a ciklus: emelkedik egy bizonyos értéket - csökkenti, nullátmenet elérése után ugyanazt az értéket fordított előjellel - a növekedés, stb
A maximális hiszterézishurok - eléri maximális telítettségi mágnesezettség.
Maradék induktsiyaBost - mágneses indukció a visszatérő lökete a hiszterézis hurkot zérus mágneses erőtér.
A kényszerítő erő Hc - térerősség a visszatérő lökete hiszterézishurok ahol indukciós elérte a nullát.
Mindegyik mágnesezettség megfordításának ciklus része a tárolt mágneses energia az anyag (W = BH / 2) elvész, vagyis hővé alakul. Ezek a veszteségek az úgynevezett veszteségek a megfordítása, és ezek négyzetével arányos a hiszterézis görbe. A felhasznált anyagok energetikai, különösen a transzformátorok, kívánatos, hogy csökkentse az energia veszteség, azaz a csökkenti a területet a görbe. Ezt úgy lehet elérni, ha a kényszerítő erő a lehető legkisebb.
Anyagok alacsony koercitivitású kevesebb, mint 40 A / m neve lágy mágneses anyagok.
Teljesítményveszteség megfordítása ilyen anyagokat lehet becsülni a kifejezést
PH = H × B n max × f × V (12,2)
ahol h - faktor az anyagtól függően, Bmax - maximum a ciklus indukciós, f - frekvencia, V - az a térfogat, a test, N, - index között változik 1,6-2.
Egy másik összetevője a kapcsolódó veszteségeket örvényáramok előforduló változó mágneses mezők.
PH = x × B 2 max × f 2 × V (12,3)
Magas frekvenciákon fontos, elsősorban az örvényáramú veszteség, mert ezek arányosak legyenek a második erő a frekvencia.
Olykor értékek könyvtárak tangense mágneses veszteségeket. Fizikai jelentése ugyanaz, mint a dielektromos veszteségi tényező, nevezetesen
P = L × I 2 × W × tg d m (12,4)
vagy meghatározott veszteségek
P ud = m 0 × m × H 2 W × tg d m (12,5)
Anyagok magas koertsititivnoy erő (1000 A / m) nevezett kemény mágneses anyagból. Hozzá vannak szokva, mint az állandó mágnes.
12.2. Típusú mágneses anyagok. A mágneses anyagok az energiaiparban. A tulajdonságait a leggyakrabban használt anyagok. Elektromos acél. Ferrit. Magnetodielectrics.
Lágy mágneses anyagokat használnak a különböző energia mágneses magok transzformátorok, elektromos gépek, elektromágnesek, stb
Ahhoz, hogy csökkentsék a hiszterézisveszteségeket kiválasztott anyagok alacsony koercitív és mágneses körök, hogy csökkentsék örvényáramok gyűjtött az egyes lemezek és használja fémek nagy fajlagos ellenállású. Az a tény, hogy az önálló indukált EMF amelyen keresztül örvényáramok arányos a keresztmetszeti területe az áramkör. Ha n négyzet boncolás szigetelt lemezeket minden lemezen csökkentett indukált elektromotoros erő n-szer. Közben bekövetkező áramkimaradás az áramlás a örvényáramú arányos a tér a feszültség (EMF) és fordítottan arányos a fajlagos ellenállás. Ezért a csökkenése elektromotoros ereje minden egyes lemezek és a használata fémek megnövelt ellenállású csökkenéséhez vezet a teljes veszteség.
Az alapot a legelterjedtebb elektromos mágneses anyagok enyhe elektromos acélból készült. Ez formájában érkezik a lemezek vastagsága 0,2 mm és 4 mm-es, és nem több, mint 0,04% szenet, és nem több, mint 0,6% egyéb szennyezést tartalmaz. A maximális értéke a mágneses permeabilitás m max
4000, a kényszerítő erő Hc
65-100 A / m. Van egy érdekes minta: a több tiszta vas, annál jobb lágyítják - minél magasabb a mágneses permeabilitás és az alsó a kényszerítő erő. Mert nagy tisztaságú vas, ezek a paraméterek a következők: több mint 1 millió és legfeljebb 1 A / m, ill.
Hozzáadása a készítményhez javulás nem szilícium acél fajlagos ellenállása a 0,14 mikro ohm-m a nem ötvözött acélok 0,6 mO- · m a nemesacél. Ez biztosítja a csökkent veszteségeket.
Ha hozzá nikkel, hogy a vas, a kapott anyag fokozott permeabilitása (akár 100,000 79NM, 79% nikkelt és kis mennyiségű mangán). Az ilyen ötvözetek nevezzük permalloys. ezek gyártásához használt magok malogabaritngyh erő és impulzus transzformátorok. Majdnem azonos eredményeket a mágneses permeabilitás lehet hozzáadásával kapott vas és a szilícium (9,5%) és alumínium (5,6%). Az ilyen ötvözetek nevezzük SENDUST.
Adalékok vas és nikkel, molibdén, króm, réz, ólom, hogy még magasabb kezdeti permeabilitást, több mint 100 ezer. Ilyen anyagokat alkalmaznak miniatűr mágneses eszközök.
Ezek fontos szerepet játszanak ferriteket négyszögletes hiszterézishurok (PPG). Használják őket, mint logikai elemek a memóriában, mint a termikus érzékelők. A fő paraméter - a együtthatója hiszterézis hurok szögletességet, amely arány a remanens indukció a maximális, mért H = 5 ns. Kívánatos volt az arány közelebb 1.