Какво причинява високи хистерезисни загуби в трансформаторите при ниски честоти?

Основната причина за по-високите загуби от хистерезис в трансформаторите при ниски честоти е предимно свързана с характеристиките на самия ефект на хистерезис, а не с насищането при ниски честоти. Ето подробно обяснение:

Основен Концепт на Загубите от Хистерезис

Загубите от хистерезис са енергийните загуби, които се появяват в ядрото на трансформатора поради превръщането на магнитни домени по време на процеса на намагничаване. Големината на загубите от хистерезис зависи от площта на петлата на хистерезис, която представлява кривата на намагничаване. По-голяма площ на петлата на хистерезис води до по-високи загуби от хистерезис.

Причини за По-Високи Загуби от Хистерезис при Ниски Честоти

По-Голяма Площ на Петлата на Хистерезис:

При ниски честоти, честотата на намагничаване е по-ниска и магнитните промени се случват по-бавно във всеки цикъл. Това означава, че магнитните домени имат повече време да се обърнат, водейки до по-голяма площ на петлата на хистерезис.

По-голямата площ на петлата на хистерезис директно води до увеличаване на загубите от хистерезис.

Увеличена Дълбочина на Намагничаване:

При ниски честоти, магнитното поле се променя по-бавно, увеличавайки дълбочината на намагничаване. Това означава, че по-голяма част от ядрото участва в процеса на намагничаване, увеличавайки броя и диапазона на превръщанията на домени, и следователно увеличавайки загубите от хистерезис.

По-Бавна Промяна на Магнитната Интензивност:

При ниски честоти, скоростта на промяна на магнитното поле е по-бавна, водейки до по-бавна промяна на магнитната интензивност. Това води до по-голямо съпротивление на превръщанията на домени, като всяко превръщане изразходва повече енергия.

Разлика от Насищането при Ниски Честоти

Насищане при Ниски Честоти: Насищането при ниски честоти означава склонността на плътността на магнитния поток да достига лесно насищане при ниски честоти, поради по-бавните промени на магнитното поле. При насищане, проницаемостта на ядрото намалява, а намагничаващият ток рязко нараства. Но това в основата влияе на загубите от вихреви токове, а не на загубите от хистерезис.

Загуби от Хистерезис: Загубите от хистерезис са свързани предимно с превръщанията на магнитни домени, а не с това, дали плътността на магнитния поток достига насищане. Дори при условия, при които не стига до насищане, ниските честоти все още могат да доведат до увеличение на загубите от хистерезис.

Сумарен Анализ на Факторите, Които Влият

• Честота на Намагничаване: При ниски честоти, честотата на намагничаване е по-ниска, давайки на магнитните домени повече време да се обърнат, което увеличава площта на петлата на хистерезис.

• Дълбочина на Намагничаване: При ниски честоти, дълбочината на намагничаване се увеличава, включвайки повече от ядрото в процеса на намагничаване.

• Промяна на Магнитната Интензивност: При ниски честоти, промяната на магнитната интензивност е по-бавна, увеличавайки съпротивлението към превръщанията на домени и енергията, изразходвана при всяко превръщане.

Заключение

Основната причина за по-високите загуби от хистерезис в трансформаторите при ниски честоти е по-голямата площ на петлата на хистерезис, която произтича от увеличеното време, налично за превръщанията на домени, увеличена дълбочина на намагничаване и по-бавна промяна на магнитната интензивност. Макар че насищането при ниски честоти може също да влияе на работата на трансформатора, то в основата влияе на загубите от вихреви токове, а не на загубите от хистерезис.