Як пов'язані втрати на намагнічуванні і гістерезисні втрати

Зв'язок між втратами в серцевині та втратами через гістерезис

Втрати в серцевині (Core Loss) та втрати через гістерезис (Hysteresis Loss) — це два типові види втрат у електромагнітних пристроях. Вони є тісно пов'язаними, але мають відмінні характеристики та механізми. Нижче наведено детальне пояснення цих двох видів втрат та їхнього зв'язку:

Втрати в серцевині

Втрати в серцевині означають загальні втрати енергії, які відбуваються в матеріалі серцевини через процес намагнічування в черговому магнітному полі. Основними компонентами втрат в серцевині є втрати через гістерезис та втрати через струми Фуко.

Втрати через гістерезис

Втрати через гістерезис — це втрати енергії через явище гістерезису в матеріалі серцевини під час процесу намагнічування. Гістерезис — це затримка магнітної індукції B за магнітною напруженістю H. Кожен цикл намагнічування споживає певну кількість енергії, яка розсіюється у вигляді тепла, формуючи втрати через гістерезис.

Втрати через гістерезис можна виразити наступною формулою:

де:

• Ph — втрати через гістерезис (одиниця: ватти, Вт)

• Kh — стала, пов'язана з властивостями матеріалу

• f — частота (одиниця: герц, Гц)

• Bm — максимальна магнітна індукція (одиниця: тесла, Т)

• n — показник гістерезису (зазвичай від 1,2 до 2)

• V — об'єм серцевини (одиниця: кубічні метри, м³)

Втрати через струми Фуко

Втрати через струми Фуко — це втрати енергії через струми Фуко, що виникають в матеріалі серцевини під дією чергового магнітного поля. Ці струми Фуко протікають всередині матеріалу, генеруючи теплову енергію, що призводить до втрат. Втрати через струми Фуко пов'язані з опором матеріалу серцевини, частотою та магнітною індукцією.

Втрати через струми Фуко можна виразити наступною формулою:

де:

• Pe — втрати через струми Фуко (одиниця: ватти, Вт)

• Ke — стала, пов'язана з властивостями матеріалу

• f — частота (одиниця: герц, Гц)

• Bm — максимальна магнітна індукція (одиниця: тесла, Т)

• V — об'єм серцевини (одиниця: кубічні метри, м³)

Зв'язок

Спільні фактори:

Частота

f: Обидва види втрат, втрати в серцевині та втрати через гістерезис, пропорційні частоті. Вища частота призводить до більшої кількості циклів намагнічування в серцевині, що призводить до більших втрат.

Максимальна магнітна індукція

Bm: Обидва види втрат, втрати в серцевині та втрати через гістерезис, пов'язані з максимальною магнітною індукцією. Більша магнітна індукція призводить до більш інтенсивних змін магнітного поля, що призводить до більших втрат.

Об'єм серцевини

V: Обидва види втрат, втрати в серцевині та втрати через гістерезис, пропорційні об'єму серцевини. Більші об'єми призводять до більших загальних втрат.

Різні механізми:

• Втрати через гістерезис: Основним чином викликаються явищем гістерезису в матеріалі серцевини, що пов'язані з історією намагнічування матеріалу.

• Втрати через струми Фуко: Основним чином викликаються струмами Фуко, що виникають в матеріалі серцевини під дією чергового магнітного поля, що пов'язані з опором матеріалу та магнітною напруженістю.

Підсумок

Втрати в серцевині складаються з втрат через гістерезис та втрат через струми Фуко. Втрати через гістерезис основним чином пов'язані з характеристиками намагнічування матеріалу серцевини, тоді як втрати через струми Фуко основним чином пов'язані зі струмами Фуко, що виникають під дією чергового магнітного поля. Обидва види втрат впливають на частоту, магнітну індукцію та об'єм серцевини, але мають відмінні фізичні механізми. Розуміння природи та зв'язку цих втрат є важливим для оптимізації проектування електромагнітних пристроїв та підвищення їх ефективності.