2. Расчет потерь на вихревые токи в электромагните.

Переменный магнитный поток вызывает в электропроводящей среде вихревые токи (токи Фуко). Электрическая энергия этих токов частично преобразуется в тепловую. В макроскопической модели вихревые токи приближенно принимают индуцированными в эквивалентном витке или соленоиде, расположенном на поверхности магнитопровода. При этом сам магнитопровод принимается не электропроводящим с прежними магнитными свойствами. Комплексное сопротивление эквивалентного витка должно обеспечивать значение магнитного потока такое же, как в реальных условиях. В этом случае потери на вихревые токи в объеме магнитопровода из электропроводящего материала будут равны потерям на активном сопротивлении эквивалентного витка (или соленоида)

,

где — плотность индуцированного в объеме трубки вихревого тока; — электрическая проводимость материала; — ток в эквивалентном витке. Ток будет дополнительным источником МДС в магнитной цепи, а также может быть представлен как магнитное напряжение на соответствующем по значению комплексном магнитном сопротивлении.

Билет 16

1. Поясните термины: магнитные потери, магнитотвёрдый материал, магнитомягкий материал, магнитострикция, статическая петля гистерезиса, частные симметричные гистерезисные циклы, частные несимметричные гистерезисные циклы, динамическая петля гистерезиса.

В переменном магнитном поле в материале возникают магнитные потери, представляющие собой при низких частотах в основном энергию, поглощенную материалом из-за магнитного гистерезиса и возникновения вихревых токов.

Ферромагнитные и ферримагнитные материалы разделяют на магнитомягкие и магнитотвердые. Магнитотвёрдый материал — магнитный материал, обладающий высокой коэрцитивной силой как для магнитной индукции, так и для намагниченности. Магнитомягкий материал — магнитный материал, обладающий низкой коэрцитивной силой как для магнитной индукции, так и для намагниченности. Точное значение коэрцитивной силы, определяющей границу между магнитотвёрдыми и магнитомягкими материалами установить трудно, но обычно оно находится в пределах от 1 кА/м до 10 кА/м.

У магнитных материалов наблюдается магнитострикционный эффект. Магнитострикция — обратимая деформация тела, вызванная намагничиванием в приложенном магнитном поле.

При испытаниях материалов петли магнитного гистерезиса строятся для функций или внутри материала в зафиксированном направлении. Они определяются при медленном изменении внешнего поля для снижения влияния на результаты измерений вихревых токов. Пусть мы намагнитили материал до технического насыщения — точка a на рис. 3.2.

предельная петля гистерезиса (кривая 2 ). Множество состояний материала в пределах площади, охватываемой этой петлей, может быть достигнуто при изменениях напряженности магнитного поля, приводящих к частным симметричным или частным несимметричным гистерезисным циклам.

Частные симметричные гистерезисные циклы (циклы 4) опираются вершинами на основную (коммутационную) кривую намагничивания (кривая 3).Частные несимметричные гистерезисные циклы образуются, если начальная точка отхода не находится на основной кривой намагничивания при симметричном изменении напряженности магнитного поля (циклы 5).

Площадь петли магнитного гистерезиса определяет потери в ферромагнетике при его перемагничивании, которые называются потерями на гистерезис. При перемагничивании на переменном токе с возрастанием частоты в испытуемом образце материала возникают вихревые токи и проявляется эффект магнитной вязкости – запаздывания намагниченности по отношению к внешнему полю. Это приводит к деформации петли гистерезиса. Такая характеристика называется динамическая петля гистерезиса.