4.10. Потери в магнитных материалах

В переменных полях площадь петли гистерезиса увеличивается за счет потерь гистерезис Рг, потерь на вихревые токи Рв и дополнительных потерь Рд. Такая петля гистерезиса называется динамической, а суммарные потери полными или суммарными.

Потери на гистерезис, отнесенные к единице объема материала (удельные потери)

Рг Дж/м³-fHdB. (4.1.5)

При перемагничивании с частотой f (Гц)

рг ,Вт/кг-((HdB)/Y. (4.1.6)

где у — плотность материала, кг/м³Потери на вихревые токи для листового образца

Рв, Вт/кг=1,64d²f²B²max/УР . (4.1.7)

где Bmax—амплитуда магнитной индукции, Тл; f—частота переменного тока, Гц;d—толщина листа, м; у—плотность, кг/м³; р—удельное электросопротивление, Омм.

Дополнительные потери или потери на магнитную вязкость (магнитное последействие) обычно находят как разность между полными потерями и суммой потерь на гистерезис и вихревые токи

Рд=Р-(Рг+Рв). (4.1.8)

Магнитная вязкость зависит от времени действия магнитного поля. При включении поля Н она быстро достигает значения J₁, а затем со временем возрастает в соответствии с формулойJn(t)=Jn0(1-e^-t/T0) гдеJn0-намагниченность при t∞; т—время релаксации.

рис. 4.1.11

На рис. 4.1.11 показана зависимость напряженности магнитного поля и намагниченности от времени действия магнитного поля.

Рис.4.1.12

В магнитотвердых магнитных материалах время магнитной релаксации может достигать нескольких минут. Такое явление называют сверхвязкостью. Тангенс угла магнитных потерь часто используют для характеристики работы магнитных материалов в переменных полях. Его можно выразить через параметры эквивалентной схемы, показанной на рис. 4.1.12

Эквивалентную схему замещения катушки с сердечником из магнитного материала можно представить в виде последовательной схемы из индуктивности и активного сопротивления. Пренебрегая собственной емкостью и согпротивлением обмотки катушки получим

tg6=r/(wL). (4.1.10)

В этом случае активную мощность можно подсчитать по формуле

Pa=I²wLtg6,. (4.1.11)

Величину, обратную tg, называют добротностью сердечника.