知道了磁場中的各個公式,接下來我們就去了解損耗:
在磁性元件中,無非主要就是兩種損耗:1. 鐵芯損耗。 2. 繞組損耗。
首先我們來了解一下鐵芯損耗:
磁芯損耗又包含兩種:
磁滯損耗(hysteresis loss)
渦流損耗(eddy current in core)
(一)磁滯損耗
磁滯損耗是鐵磁體等在反復(fù)磁化過程中因磁滯現(xiàn)象而消耗的能量。磁滯指鐵磁材料的磁性狀態(tài)變化時,磁化強(qiáng)度滯后于磁場強(qiáng)度,它的磁通密度B與磁場強(qiáng)度 H之間呈現(xiàn)磁滯回線關(guān)系。經(jīng)一次循環(huán),每單位體積鐵芯中的磁滯損耗正比于磁滯回線的面積。這部分能量轉(zhuǎn)化為熱能,使設(shè)備升溫,效率降低,它是電氣設(shè)備中鐵損的組成部分,這在交流電機(jī)一類設(shè)備中是不希望的。
來自百度。
我覺得百度這段定義還是比較容易理解。至于里面的物理原因就不去深究了。
圖一
我們知道energy
根據(jù)安培環(huán)路定律: H*Lm=N*i(t).
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:
V(t)= 其中λ為磁鏈(flux linkage)。其單位為weber-turn。
其中Φ 為磁通(flux)。單位為weber。
Φ =B*Ac。 其中Ac 是上圖的截面積,B是磁通密度(flux density)。
把i(t) 和 v(t)
帶入到 能量公式中:
約掉其中的參數(shù),我們得到:
突然發(fā)現(xiàn)積分里面的參數(shù)都和B—H圖有關(guān)。積分外面的參數(shù)都是磁芯的物理參數(shù)。
(Lm:磁路的長度)
圖二
積分里,實則為B-H圖的面積,這也是就是在前面說的磁芯損耗和B-H的面積有關(guān)。
積分外,我們把Ac*Lm稱為core volume。
(二)渦流
渦流:當(dāng)線圈中的電流隨時間變化時,由于電磁感應(yīng),附近的另一個線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。實際上這個線圈附近的任何導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流。
上面是百度里的解釋,我只想說,這個解釋和我們今天說的磁芯里的渦流沒有任何關(guān)系。它只是解釋了在winding時,或者說在導(dǎo)線里的渦流,不想多評價百度的解釋。我們這里所說的是在磁芯里的渦流。
圖一:根據(jù)右手定則,從電流流過繞線的方向,可以確定磁場的方向為順時針。 在右側(cè)的cross section area,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律(閉合線圈面積不變,改變磁場強(qiáng)度,磁通量也會改變),再根據(jù)楞次定律,我們知道有一個逆時針的圈電流在右側(cè)截面處,產(chǎn)生反向的磁場來抑制這種變化。
由Maxwell方程可以直接導(dǎo)出渦流的大小,但是這里其實已經(jīng)很好理解了,大多數(shù)的磁芯都是導(dǎo)體,有電流在導(dǎo)體里,就會有 I^2*R. Maxwell方程說明了產(chǎn)生電流的電場是由變化的磁場決定的,變化的磁場又是由變換的電流產(chǎn)生的。所以,渦流和f頻率有正比的關(guān)系。
(三)渦流損耗解決辦法
----層壓。
圖三
最容易理解的方法還是Maxwell方程
經(jīng)過層壓分片后,感生電流的路徑變小(l減小),相應(yīng)的電流就會減少。
這樣也就減少了渦流。
看完這篇沒有解決不了的磁場問題。。
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