Потери в сердечнике

Рассмотрим кривую намагничивания ферромагнтика, т.е. зависимость индукции B от напряженности магнитного поля H (рис. 161).

В области очень слабых полей 1 индукция B и магнитная проницаемость m малы, индукция растет линейно, m - постоянна. Эта область используется для создания линейных магнитных элементов.

В области средних полей 2 индукция B растет быстро до максимума, а затем в области 3 B растет слабо, а m падает. В области сильных полей 4 индукция B имеет насыщение, m - мала.

При периодическом изменении напряженности кривая намагничивания имеет вид замкнутой петли ("петля гистерезиса"). На рис. 162 кривые намагниченности магнитных материалов:

• a - для электротехнической стали;
• б - кривая намагничивания железоникелевых сплавов;
• в - для ферритов.

Потери в сердечнике делятся на:

• потери на гистерезис;
• потери на вихревые токи;
• потери на магнитное последствие.

Циклическое перемагничивание характеризуется потерями энергии, которое называется потерями на гистерезис. Эти потери проявляются при средних и сильных полях. Потери на гистерезис характеризуются коэффициентом d_r, который является важной характеристикой магнитного материала. Сопротивление потерь на гистерезис равно

Величина R_п.г. зависит от площади петли гистерезиса, объема сердечника и частоты.

Потери на вихревые токи связаны с тем, что в листе толщиной h магнитное поле Н₁ индуцирует вихревые токи I_в (рис. 163), которые создают поле Н₂.

В центре листа Н₁ и Н₂ компенсируются, поэтому магнитный поток Н₁ концентрируется около поверхности, что приводит к уменьшению магнитной проницаемости сердечника m_с. Вихревые токи вызывают потери, которые характеризуются коэффициентом d_п и рассчитываются по формуле

Для снижения вихревых токов используются следующие методы:

• Применение магнитных материалов с высоким удельным сопротивление r-ферритов.
• Применение магнитных материалов в виде тонких слоев и лент, электрически изолированных друг от друга. Таким способом изготавливают сердечники из стали и железоникелевых сплавов.
• Использование порошкообразных материалов, состоящих из проводящих магнитных зерен, разделенных диэлектрическим наполнителем. Такими материалами являются магнитодиэлектрики.

Потери на вихревые токи пропорциональны f².

Потери на магнитное последствие обусловлены микровихревыми токами, возникающими при росте доменов в области начального намагничивания. Они оцениваются коэффициентом d_п.

R_п.п. = w L_c d _п

Таким образом, суммарные потери в сердечнике

R_п.ст. = w L_c (d_rН + d_вf + d_п)

Или

tg d_ст. = d_rН + d_вf + d_п

Дата добавления: 2014-01-07