Πώς σχετίζονται οι απώλειες πυρήνη και οι απώλειες ύστερησης;
Σχέση Μεταξύ Κερντικών Απωλειών και Απώλειας Ιστορήματος
Οι κερντικές απώλειες (Core Loss) και η απώλεια ιστορήματος (Hysteresis Loss) είναι δύο συνηθισμένοι τύποι απωλειών σε ηλεκτρομαγνητικά συστήματα. Είναι στενά συνδεδεμένες, αλλά έχουν διαφορετικές χαρακτηριστικές και μηχανισμούς. Στο εξής, παρέχεται μια λεπτομερής εξήγηση αυτών των δύο απωλειών και της σχέσης τους:
Κερντικές Απώλειες
Οι κερντικές απώλειες αναφέρονται στη συνολική ενεργειακή απώλεια που συμβαίνει εντός του κερντικού υλικού λόγω της διαδικασίας μαγνητοποίησης σε εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Οι κερντικές απώλειες περιλαμβάνουν κυρίως δύο συστατικά: την απώλεια ιστορήματος και την απώλεια από κυκλοφοριακούς ρεύματα.
Απώλεια Ιστορήματος
Η απώλεια ιστορήματος είναι η ενεργειακή απώλεια λόγω του φαινομένου του ιστορήματος στο κερντικό υλικό κατά τη διαδικασία μαγνητοποίησης. Το ιστόρημα είναι η καθυστερημένη αντίδραση της μαγνητικής επαγωγής B προς την ισχύ του μαγνητικού πεδίου H. Κάθε κύκλος μαγνητοποίησης καταναλώνει μια συγκεκριμένη ποσότητα ενέργειας, η οποία διασπαρίζεται ως θερμότητα, σχηματίζοντας την απώλεια ιστορήματος.
Η απώλεια ιστορήματος μπορεί να εκφραστεί με την εξής τύπο:
όπου:
Ph είναι η απώλεια ιστορήματος (μονάδα: watts, W)
Kh είναι μια σταθερά που σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού
f είναι η συχνότητα (μονάδα: hertz, Hz)
Bm είναι η μέγιστη μαγνητική επαγωγή (μονάδα: tesla, T)
n είναι ο εκθέτης του ιστορήματος (συνήθως μεταξύ 1,2 και 2)
V είναι το όγκος του κέρντου (μονάδα: cubic meters, m³)
Απώλεια Από Κυκλοφοριακά Ρεύματα
Η απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα είναι η ενεργειακή απώλεια λόγω των κυκλοφοριακών ρευμάτων που προκαλούνται στο κερντικό υλικό από το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα κυκλοφοριακά ρεύματα ρέουν εντός του υλικού και παράγουν θερμότητα Joule, οδηγώντας σε ενεργειακή απώλεια. Η απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα σχετίζεται με την αντίσταση του κερντικού υλικού, τη συχνότητα και τη μαγνητική επαγωγή.
Η απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα μπορεί να εκφραστεί με την εξής τύπο:
όπου:
Pe είναι η απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα (μονάδα: watts, W)
Ke είναι μια σταθερά που σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού
f είναι η συχνότητα (μονάδα: hertz, Hz)
Bm είναι η μέγιστη μαγνητική επαγωγή (μονάδα: tesla, T)
V είναι το όγκος του κέρντου (μονάδα: cubic meters, m³)
Σχέση
Κοινοί Παράγοντες:
Συχνότητα
f: Και οι κερντικές απώλειες και η απώλεια ιστορήματος είναι ανάλογες με τη συχνότητα. Υψηλότερη συχνότητα οδηγεί σε περισσότερους κύκλους μαγνητοποίησης μέσα στο κέρντο, οδηγώντας σε υψηλότερες απώλειες.
Μέγιστη Μαγνητική Επαγωγή
Bm : Και οι κερντικές απώλειες και η απώλεια ιστορήματος σχετίζονται με τη μέγιστη μαγνητική επαγωγή. Υψηλότερη μαγνητική επαγωγή οδηγεί σε πιο έντονες μεταβολές του μαγνητικού πεδίου, οδηγώντας σε υψηλότερες απώλειες.
Όγκος Κέρντου
V: Και οι κερντικές απώλειες και η απώλεια ιστορήματος είναι ανάλογες με τον όγκο του κέρντου. Μεγαλύτεροι όγκοι οδηγούν σε μεγαλύτερες συνολικές απώλειες.
Διαφορετικοί Μηχανισμοί:
Απώλεια Ιστορήματος: Κυρίως προκαλείται από το φαινόμενο του ιστορήματος στο κερντικό υλικό, το οποίο σχετίζεται με την ιστορία μαγνητοποίησης του υλικού.
Απώλεια Από Κυκλοφοριακά Ρεύματα: Κυρίως προκαλείται από τα κυκλοφοριακά ρεύματα που προκαλούνται στο κερντικό υλικό από το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο, τα οποία σχετίζονται με την αντίσταση του υλικού και την ισχύ του μαγνητικού πεδίου.
Σύνοψη
Οι κερντικές απώλειες αποτελούνται από την απώλεια ιστορήματος και την απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα. Η απώλεια ιστορήματος σχετίζεται κυρίως με τα χαρακτηριστικά μαγνητοποίησης του κερντικού υλικού, ενώ η απώλεια από κυκλοφοριακά ρεύματα σχετίζεται κυρίως με τα κυκλοφοριακά ρεύματα που προκαλούνται από το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο. Και οι δύο επηρεάζονται από τη συχνότητα, τη μαγνητική επαγωγή και τον όγκο του κέρντου, αλλά έχουν διαφορετικούς φυσικούς μηχανισμούς. Η κατανόηση της φύσης και της σχέσης αυτών των απωλειών είναι κρίσιμη για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των ηλεκτρομαγνητικών συστημάτων και την ενίσχυση της αποτελεσματικότητάς τους.
