Что вызывает высокие потери гистерезиса в трансформаторах при низких частотах

Основная причина того, что потери от гистерезиса в трансформаторах выше на низких частотах, связана в основном с характеристиками самого эффекта гистерезиса, а не с насыщением на низкой частоте. Вот подробное объяснение:

Основные понятия о потерях от гистерезиса

Потери от гистерезиса - это энергетические потери, возникающие в сердечнике трансформатора из-за переворота магнитных доменов в процессе намагничивания. Величина потерь от гистерезиса зависит от площади петли гистерезиса, которая представляет собой кривую намагничивания. Более крупная площадь петли гистерезиса приводит к более высоким потерям от гистерезиса.

Причины более высоких потерь от гистерезиса на низких частотах

Большая площадь петли гистерезиса:

На низких частотах частота намагничивания ниже, и магнитные изменения происходят медленнее в каждом цикле. Это означает, что у магнитных доменов есть больше времени для переворота, что приводит к увеличению площади петли гистерезиса.

Большая площадь петли гистерезиса напрямую приводит к увеличению потерь от гистерезиса.

Увеличение глубины намагничивания:

На низких частотах изменения магнитного поля происходят медленнее, что увеличивает глубину намагничивания. Это означает, что большая часть сердечника участвует в процессе намагничивания, увеличивая количество и диапазон переворотов доменов, и, следовательно, увеличивая потери от гистерезиса.

Медленное изменение интенсивности магнитного поля:

На низких частотах скорость изменения магнитного поля ниже, что приводит к более медленному изменению интенсивности магнитного поля. Это приводит к большему сопротивлению перевороту доменов, заставляя каждый переворот потреблять больше энергии.

Различие от насыщения на низкой частоте

Насыщение на низкой частоте: Насыщение на низкой частоте относится к склонности магнитной плотности потока достигать уровней насыщения легче на низких частотах из-за более медленных изменений магнитного поля. При насыщении проницаемость сердечника уменьшается, а магнитный ток резко увеличивается. Однако это в основном влияет на потери от вихревых токов, а не на потери от гистерезиса.

Потери от гистерезиса: Потери от гистерезиса связаны в основном с переворотом магнитных доменов, а не с тем, достигает ли магнитная плотность потока уровня насыщения. Даже при ненасыщенных условиях, низкая частота может все равно привести к увеличению потерь от гистерезиса.

Сводка факторов, оказывающих влияние

• Частота намагничивания: На низких частотах частота намагничивания ниже, что дает магнитным доменам больше времени для переворота, увеличивая площадь петли гистерезиса.

• Глубина намагничивания: На низких частотах глубина намагничивания увеличивается, вовлекая большую часть сердечника в процесс намагничивания.

• Изменение интенсивности магнитного поля: На низких частотах изменение интенсивности магнитного поля происходит медленнее, увеличивая сопротивление перевороту доменов и энергию, потребляемую при каждом перевороте.

Заключение

Основная причина более высоких потерь от гистерезиса в трансформаторах на низких частотах заключается в увеличении площади петли гистерезиса, что является результатом большего времени, доступного для переворота доменов, увеличения глубины намагничивания и замедления изменения интенсивности магнитного поля. Хотя насыщение на низкой частоте также может влиять на работу трансформатора, оно в основном влияет на потери от вихревых токов, а не на потери от гистерезиса.