Proces magnetizacije magnetnih materijala u naizmjeničnom polju povezan je s gubitkom dijela snage magnetsko polje. Ova snaga, apsorbovana jediničnom masom magnetnog materijala i raspršena u obliku toplote, naziva se specifičnim magnetnim gubitkom P, koji je, zauzvrat, zbir gubitaka na histerezi i dinamičkih gubitaka. Dinamički gubici su uzrokovani prvenstveno vrtložnim strujama, a dijelom i magnetskim naknadnim efektom (magnetna viskoznost).
Gubitak histereze povezani su sa fenomenom magnetne histereze i nepovratnim pomakom zidova domena. Gubici histereze nastaju prilikom pomicanja zidova domena u početnoj fazi magnetizacije. Zbog nehomogenosti strukture magnetskog materijala, magnetska energija se troši na kretanje zidova domena. Za svaki materijal, oni su proporcionalni površini histerezne petlje i frekvenciji naizmjeničnog magnetskog polja. Gubitak snage Pg, W/kg, koji se troši na histerezu jediničnom masom materijala, određuje se formulom
gdje je η koeficijent koji ovisi o prirodi materijala;
B m - maksimalna magnetna indukcija tokom ciklusa;
n je eksponent koji ima vrijednost ovisno o B u rasponu od 1,6 do 2;
f je frekvencija.
Da bi se smanjili gubici na histerezi, koriste se magnetni materijali sa što manje koercitivnosti.
Gubitak vrtložne struje uzrokovane su električnim strujama koje induciraju magnetni tok u materijalu. Ovi materijali zavise od električnog otpora magnetskog materijala i oblika jezgre. Što je veća električna otpornost magnetskog materijala, manji su gubici vrtložnih struja.
gdje je ξ koeficijent koji ovisi o prirodi magnetskog materijala, kao i njegovom obliku.
Za borbu protiv vrtložnih struja povećava se električni otpor jezgra (magnetna jezgra). Kako se frekvencija povećava, gubici vrtložne struje rastu brže od gubitaka na histerezi, a na nekoj frekvenciji će početi dominirati nad gubicima na histerezi.
Gubitak uzrokovan magnetnim naknadnim efektom (magnetska viskoznost) je svojstvo magnetnih materijala da pokazuju ovisnost kašnjenja promjene indukcije koja nastaje pod utjecajem promjenjivog magnetskog polja o trajanju izlaganja ovom polju. Ovi gubici su prvenstveno posljedica inercije procesa preokretanja magnetizacije domena. Sa smanjenjem trajanja primjene magnetnog polja, kašnjenja i, posljedično, magnetni gubici uzrokovani magnetskim naknadnim efektom rastu, pa se moraju uzeti u obzir pri korištenju magnetnih materijala u impulsnom načinu rada.
Gubitak snage P MT uzrokovan magnetnim efektom definira se kao razlika između specifičnih magnetnih gubitaka P i zbroja gubitaka za histerezu P G i vrtložne struje P W:
Prilikom preokretanja magnetizacije u naizmjeničnom polju dolazi do zaostajanja u fazi magnetne indukcije od jačine magnetnog polja. To se događa kao rezultat djelovanja vrtložnih struja koje sprječavaju, u skladu s Lenzovim zakonom, promjenu magnetne indukcije, kao i zbog fenomena histereze i magnetskog naknadnog efekta. Ugao zaostajanja naziva se ugao magnetskog gubitka i označava se δ M. Za karakterizaciju dinamičkih svojstava magnetnih materijala koristi se tangenta magnetskog gubitka tgδ M. Na slici je prikazan ekvivalentni ekvivalentni krug serije i vektorski dijagram toroidalne prigušnice sa jezgro od magnetnog materijala. Aktivni otpor r 1 je ekvivalentan svim vrstama magnetnih gubitaka, gubitaka u namotu i električnoj izolaciji.
Ako zanemarimo otpor namota zavojnice i vlastiti kapacitet, onda iz vektorskog dijagrama dobivamo
gdje je ω kutna frekvencija;
L je induktivnost zavojnice;
Q je faktor kvaliteta zavojnice sa testiranim magnetnim materijalom.
Jednačina pokazuje da je tangent ugla magnetnog gubitka recipročan faktor kvaliteta zavojnice.
GOST 12119.4-98
Grupa B39
MEĐUDRŽAVNI STANDARD
Električni čelik
METODE ODREĐIVANJA MAGNETSKIH I ELEKTRIČNIH SVOJSTVA
Metoda za mjerenje specifičnog magnetnog gubitka i efektivne vrijednosti
jačina magnetnog polja
električni čelik.
Metode ispitivanja magnetnih i električnih svojstava.
Metoda za mjerenje specifičnih magnetnih gubitaka
i stvarnu vrijednost intenziteta magnetnog polja
MKS 77.040.20
OKSTU 0909
Datum uvođenja 1999-07-01
Predgovor
1 RAZVILA Ruska Federacija, Međudržavni tehnički komitet za standardizaciju MTK 120 "Metalni proizvodi od crnih metala i legura"
UVODIO Gosstandart Rusije
2 UVOJENO od strane Međudržavnog vijeća za standardizaciju, mjeriteljstvo i sertifikaciju (Zapisnik br. 13 od 28. maja 1998. godine)
Glasao za prihvatanje:
Ime države | Naziv nacionalnog tijela za standardizaciju |
Republika Azerbejdžan | Azgosstandart |
Republika Jermenija | Armstate standard |
Republika Bjelorusija | Državni standard Bjelorusije |
Kyrgyz Republic | Kyrgyzstandart |
Ruska Federacija | Gosstandart Rusije |
Republika Tadžikistan | Tadžikistan državni standard |
Turkmenistan | Glavni državni inspektorat Turkmenistana |
Republika Uzbekistan | Uzgosstandart |
Ukrajina | Državni standard Ukrajine |
3 Uredba Državnog komiteta Ruska Federacija o standardizaciji i mjeriteljstvu od 8. decembra 1998. N 437, međudržavni standard GOST 12119.4-98 stupio je na snagu direktno kao državni standard Ruska Federacija od 1. jula 1999. godine
4 UMJESTO GOST 12119-80 u dijelu odjeljka 4
5 REVIZIJA
1 područje upotrebe
1 područje upotrebe
Ovaj standard utvrđuje metodu za određivanje specifičnih magnetnih gubitaka od 0,3 do 50,0 W/kg i efektivne vrijednosti jačine magnetnog polja od 100 do 2500 A/m na frekvencijama remagnetizacije od 50-400 Hz metodom vatmetra i ampermetra.
Dozvoljeno je određivanje vrijednosti magnetskih veličina na frekvencijama remagnetizacije do 10 kHz na prstenastim uzorcima i uzorcima sa traka.
2 Normativne reference
Ovaj standard koristi reference na sljedeće standarde:
GOST 8.377-80 Državni sistem za osiguranje ujednačenosti mjerenja. Materijali su meki magneti. Metode izvođenja mjerenja pri određivanju statičkih magnetnih karakteristika
GOST 8476-93 Analogni instrumenti direktnog djelovanja za indikaciju električnih mjernih instrumenata i pomoćnih dijelova za njih. Dio 3: Posebni zahtjevi za vatmetre i varmetre
GOST 8711-93 Analogni instrumenti direktnog djelovanja za indikaciju električnih mjernih instrumenata i pomoćnih dijelova za njih. Dio 2: Posebni zahtjevi za ampermetre i voltmetre
GOST 12119.0-98 Električni čelik. Metode za određivanje magnetnih i električnih svojstava. Opšti zahtjevi
GOST 13109-97 Električna energija. Kompatibilnost tehničkih sredstava je elektromagnetna. Standardi za kvalitet električne energije u sistemima napajanja opšte namene
GOST 21427.1-83 Električni hladno valjani anizotropni čelični lim. Specifikacije
GOST 21427.2-83 Električni hladno valjani izotropni tanki čelični lim. Specifikacije
3 Opšti zahtjevi
Opšti zahtjevi za metode ispitivanja - prema GOST 12119.0.
Termini koji se koriste u ovom standardu su u skladu sa GOST 12119.0.
4 Priprema uzoraka za ispitivanje
4.1 Ispitni uzorci moraju biti izolirani.
4.2 Uzorci u obliku prstena sastavljaju se od utisnutih prstenova debljine 0,1 do 1,0 mm ili namotani od trake debljine ne veće od 0,35 mm i stavljaju se u kasete od izolacijskog materijala debljine ne veće od 3 mm ili ne -feromagnetni metal debljine ne više od 0,3 mm. Metalna kaseta mora imati otvor.
Omjer vanjskog prečnika uzorka prema unutrašnjem ne bi trebao biti veći od 1,3; površina poprečnog presjeka uzorka nije manja od 0,1 cm.
4.3 Uzorci za Epstein aparat se prave od traka debljine 0,1 do 1,0 mm, dužine od 280 do 500 mm, širine (30,0 ± 0,2) mm. Trake uzorka ne bi trebalo da se razlikuju jedna od druge po dužini za više od ± 0,2%. Površina poprečnog presjeka uzorka mora biti između 0,5 i 1,5 cm Broj pruga u uzorku mora biti višestruki od četiri, s najmanje dvanaest pruga.
Uzorci anizotropnog čelika seku se duž smjera valjanja. Ugao između smjerova valjanja i rezanja traka ne smije biti veći od 1° .
Za uzorke izotropnog čelika, polovina traka se reže duž smjera valjanja, a druga - poprečno. Ugao između smjera valjanja i rezanja ne smije biti veći od 5°. Trake su grupisane u četiri paketa: dva - od traka rezanih duž pravca valjanja, dva - poprečno. Paketi sa jednako isečenim trakama postavljaju se u paralelne zavojnice aparata.
Dozvoljeno je rezati trake pod istim uglom u odnosu na smjer valjanja. Smjer valjanja za sve trake položene u jednom kolutu mora biti isti.
4.4 Uzorci limova se izrađuju dužine od 400 do 750 mm. Dužina lima mora biti najmanje vanjska dužina jarma: širina lima mora biti najmanje 60% širine prozora solenoida. Tolerancija dužine ne bi trebalo da prelazi ±0,5%, širine - ±2 mm.
Površina i oblik listova moraju biti u skladu sa GOST 21427.1 i GOST 21427.2.
5 Primijenjena oprema
5.1 Instalacija. Dijagram instalacije prikazan je na slici 1.
Slika 1 - Šema mjerenja vatmetarskom metodom
5.1.1 Voltmetri PV1- izmjeriti prosječnu vrijednost ispravljenog napona i zatim odrediti amplitudu magnetske indukcije i PV2- za mjerenje efektivne vrijednosti napona i naknadno određivanje faktora oblika njegove krive, moraju imati granicu mjerenja od 30 mV do 100 V, maksimalna ulazna struja nije veća od 5 mA, klasa tačnosti nije manji od 0,5 prema GOST 8711.
Dozvoljeno je koristiti djelitelj napona na voltmetar PV1 da dobijemo očitanja numerički jednaka amplitudama magnetske indukcije.
5.1.2 Vatmetar PW za mjerenje aktivne snage i naknadno određivanje specifičnih magnetnih gubitaka mora imati granicu mjerenja od 0,75 do 30 W, nazivni faktor snage ne veći od 0,1 na frekvenciji od 50 Hz i 0,2 na višoj frekvenciji; klasa tačnosti ne manja od 0,5 pri frekvenciji preokretanja magnetizacije od 50 do 400 Hz ili ne manja od 2,5 - pri frekvenciji većoj od 400 Hz prema GOST 8476.
Dopušteno je koristiti djelitelj napona na vatmetru za dobivanje očitanja numerički jednakih vrijednostima specifičnih magnetnih gubitaka. Izlaz djelitelja napona mora biti spojen na paralelni krug vatmetra, ulaz - na namotaj II uzorka T2.
5.1.3 Ampermetar RA za mjerenje efektivne vrijednosti struje magnetiziranja i naknadno određivanje efektivne vrijednosti jačine magnetnog polja, mora imati granicu mjerenja od 0,1 do 5,0 A, klasu tačnosti od najmanje 0,5 prema GOST 8711. Dozvoljeno je povećati najmanju granicu mjerenja do 1,0 A kada se kontrolira opterećenje strujnog kruga vatmetra. Maksimalna snaga koju ampermetar troši pri mjerenju s uzorcima iz listova širine veće od 250 mm ne smije biti veća od 1,0 VA; za ostale uzorke - ne više od 0,2 VA.
5.1.4 Brojač frekvencije PF za mjernu frekvenciju sa greškom koja ne prelazi ±0,2%.
5.1.5 Izvor napajanja za magnetizaciju uzorka treba da ima generator niske frekvencije sa pojačivačem snage ili regulator napona sa stabilizatorom frekvencije od 50 Hz. Koeficijent nesinusoidnog napona napunjenog izvora napajanja ne bi trebao biti veći od 5% prema GOST 13109. Nazivna snaga izvora na frekvenciji remagnetizacije od 50 Hz mora biti najmanje 0,45 kVA po 1,0 kg težine uzorka i najmanje 0,3 kVA za vrijednosti navedene u tabeli 1.
Tabela 1
Frekvencija remagnetizacije, kHz | Težina uzorka, kg |
Od 0,05 do 1,0 uklj. | Od 0,5 do 1,1 uklj. |
St. 1.0 "10.0" | Od 0,03" do 0,30" |
Dozvoljeno je koristiti pojačalo sa povratne informacije kako bi se dobio oblik krive magnetnog fluksa uzorka, blizak sinusoidalnom. Koeficijent nesinusoidalnosti oblika EMF krive u namotaju ne bi trebao biti veći od 3%; snaga koju troši naponsko kolo povratne veze ne smije prelaziti 5% izmjerenih magnetnih gubitaka.
5.1.6 Voltmetri PV1 i PV2, naponski krug vatmetra PW a povratna sprega pojačala ne bi trebala trošiti više od 25% izmjerene vrijednosti.
5.1.7 Zavojnica T1 za kompenzaciju magnetskog fluksa izvan uzorka, broj zavoja namotaja I ne smije prelaziti pedeset, otpor ne smije prelaziti 0,05 oma, otpor namota II ne smije biti veći od 3 oma. Namotaji su položeni na cilindrični okvir od nemagnetnog izolacionog materijala dužine od 25 do 35 mm i prečnika od 40 do 60 mm. Osa zavojnice mora biti okomita na ravan linija sile uzorka kada je fiksirana na Epstein aparatu. Relativna razlika između koeficijenata međusobne induktivnosti zavojnice T1 a Epstein aparat bez uzorka ne bi trebao prelaziti ± 5%.
Dozvoljeno je isključiti zavojnicu iz kruga (vidi sliku 1). T1 sa magnetnim fluksom izvan uzorka koji ne prelazi 0,2% izmjerene vrijednosti.
5.1.8 Magnetiziranje I i mjerni namotaji II prstenastog uzorka T2 mora biti u skladu sa zahtjevima GOST 8.377.
5.1.9 Epstein aparat, koji se koristi za ispitivanje uzoraka sastavljenih od traka, T2 mora imati četiri zavojnice na okvirima od nemagnetnog izolacionog materijala sljedećih dimenzija:
širina unutrašnjeg prozora - (32,0±0,5) mm;
visina - od 10 do 15 mm;
debljina zida okvira - od 1,5 do 2,0 mm;
dužina presjeka zavojnice s namotom nije manja od 190 mm;
dužina namotaja - (220±1) mm.
Broj zavoja u namotajima uređaja odabran je u skladu s tablicom 2.
tabela 2
Frekvencija remagnetizacije, Hz | Broj zavoja u namotaju |
|
I - magnetiziranje | II - mjerenje |
|
Od 50 do 60 uklj. 60 "400" " 400 " 2000 " | ||
Napomena - Namotaji su ravnomjerno namotani po dužini okvira zavojnice. Broj slojeva svakog namotaja na okvirima mora biti neparan. |
||
5.1.10 Aparat sa limom koji se koristi za ispitivanje uzoraka T2, mora imati solenoid i dva jarma. Dizajn jarmova mora osigurati paralelizam dodirnih površina i mehaničku krutost, što isključuje utjecaj na magnetska svojstva uzorka. Širina stupova elektročeličnih jarmova mora biti najmanje 25 mm, a stupova preciznih legura - 20 mm. Magnetski gubici u jarmovima ne bi trebali prelaziti 5% izmjerenih; relativna razlika amplituda magnetnog fluksa u jarmovima ne bi trebalo da prelazi ±15%.
Za mjerenje je dozvoljeno koristiti uređaje sa otvorenim jarmovima relativna promjena specifični magnetni gubici, na primjer, pri procjeni preostalog napona prema GOST 21427.1.
Solenoid mora imati okvir od nemagnetnog izolacionog materijala, na koji se prvo postavlja mjerni namotaj II, zatim magnetizirajući namotaj I sa jednom ili više žica.Svaka žica se ravnomjerno polaže u jednom sloju.
Relativna maksimalna razlika u amplitudama magnetne indukcije u području uzorka unutar solenoida ne bi trebala prelaziti ±5%.
6 Priprema za mjerenja
6.1 Uzorci iz traka, listova ili prstenastih oblika povezani su kao što je prikazano na slici 1.
6.2 Uzorci sa traka ili listova stavljaju se u aparat. Uzorci sa traka se stavljaju u Epstein aparat, kao što je prikazano na slici 2.
Slika 2 - Šema polaganja traka uzorka
Dozvoljeno je fiksirati položaj traka i listova u aparatu, stvarajući pritisak ne veći od 1 kPa okomito na površinu uzorka izvan zavojnica za magnetiziranje.
6.3 Izračunajte površinu poprečnog presjeka, m, uzoraka:
6.3.1 Površina poprečnog presjeka, m, za prstenaste uzorke materijala debljine najmanje 0,2 mm izračunava se po formuli
gdje -
težina uzorka, kg;
- vanjski i unutrašnji prečnici prstena, m;
- gustina materijala, kg/m.
Gustoća materijala, kg / m, odabire se prema Dodatku 1 GOST 21427.2 ili se izračunava po formuli
gdje i -
masene frakcije silicijum i aluminijum, %.
6.3.2 Površina poprečnog presjeka, m, za prstenaste uzorke materijala debljine manje od 0,2 mm izračunava se po formuli
gdje je omjer gustine izolacionog premaza i gustine materijala uzorka,
gdje je gustina izolacije, uzeta jednaka 1,6 10 kg / m za neorganski premaz i 1,1 10 kg / m za organski;
- faktor punjenja, određen prema GOST 21427.1
6.3.3 Površina poprečnog presjeka S, m, uzorci sastavljeni od traka za Epstein aparat, izračunati po formuli
gdje je dužina trake, m.
6.3.4 Površina poprečnog presjeka uzorka lima, m, izračunava se po formuli
gdje je dužina lista, m.
6.4 Greška u određivanju mase uzoraka ne bi trebalo da prelazi ±0,2%, spoljni i unutrašnji prečnik prstena - ±0,5%, dužina traka - ±0,2%.
6.5 Mjerenja pri vrijednosti amplitude magnetske indukcije manjoj od 1,0 T izvode se nakon demagnetizacije uzoraka u polju frekvencije od 50 Hz.
Postavite napon koji odgovara amplitudi magnetske indukcije od najmanje 1,6 T za anizotropni čelik i 1,3 T za izotropni čelik, a zatim ga postupno smanjite.
Vrijeme demagnetizacije mora biti najmanje 40 s.
Prilikom mjerenja magnetne indukcije u polju jačine manje od 1,0 A/m, uzorci se nakon demagnetizacije čuvaju 24 sata; pri mjerenju indukcije u polju jačine veće od 1,0 A / m, vrijeme izlaganja može se smanjiti na 10 minuta.
Dozvoljeno je smanjiti vrijeme ekspozicije uz relativnu razliku između vrijednosti indukcije dobijenih nakon normalne i smanjene ekspozicije, unutar ± 2% .
6.6 Gornje granice vrijednosti izmjerenih magnetskih veličina za uzorke prstenastog oblika i sastavljene od traka moraju odgovarati amplitudi jačine magnetnog polja ne većoj od 5 10 A/m pri frekvenciji preokreta magnetizacije od 50 do 60 Hz i ne više od 1 10 A/m - na višim frekvencijama; donje granice - najmanjih vrednosti amplitude magnetne indukcije date u tabeli 3.
Tabela 3
Frekvencija remagnetizacije, kHz | Najmanja vrijednost amplitude magnetske indukcije, T, pri mjerenju |
|
specifični magnetni gubici, W/kg | jačina magnetnog polja, A/m |
|
Od 0,05 do 0,06 uklj. | ||
St. 0,06 "1,0" | ||
" 1,00 " 10,0 " | ||
Najmanja vrijednost amplitude magnetske indukcije za uzorke listova trebala bi biti jednaka 1,0 T.
6.7 Za voltmetar PV1, kalibriran u srednje ispravljenim vrijednostima, napon, V, koji odgovara datoj amplitudi magnetne indukcije, T, i frekvencija preokreta magnetizacije, Hz, izračunava se po formuli
gdje -
površina poprečnog presjeka uzorka, m;
- broj zavoja namotaja II uzorka;
- ukupni otpor namotaja uzorka II T2 i zavojnice T1, Ohm;
- ekvivalentni otpor uređaji i uređaji povezani na namotaj uzorka II T2, Ohm, izračunato po formuli
gdje -
aktivni otpori voltmetara PV1, PV2, naponski krug vatmetra PW i kola povratne veze napona pojačala snage, respektivno, Ohm.
Vrijednost u formuli (6) se zanemaruje ako njena vrijednost ne prelazi 0,002.
6.8 Za voltmetar PV1, kalibriran u radnim vrijednostima napona sinusoidnog oblika, vrijednost vrijednosti U, V, izračunato prema formuli
6.9 Bez zavojnice T1 izračunati korekciju , V, zbog magnetnog fluksa izvan uzorka, prema formuli
gdje je broj zavoja uzorka namotaja T2;
- magnetska konstanta, H/m;
- površina poprečnog presjeka mjernog namota uzorka, m;
je površina poprečnog presjeka uzorka, određena kao što je navedeno u 6.3, u m;
- prosečna dužina linija magnetnog polja, m.
Za prstenaste uzorke, prosječna dužina linije magnetnog polja, m, izračunava se po formuli
U standardnim testovima za uzorak traka, prosječna dužina, m, uzima se jednakom 0,94 m. Ako je potrebno poboljšati tačnost određivanja magnetnih veličina, dozvoljeno je odabrati vrijednosti iz tabele 4.
Tabela 4
Jačina magnetnog polja, A/m | Prosječna dužina linije magnetnog polja, m |
|
za izotropni čelik | za anizotropni čelik |
|
0 do 10 uključujući 10 "70" | ||
Za uzorak ploča, prosječna dužina linije magnetnog polja, m, određena je rezultatima metrološke atestacije instalacije;
- amplituda struje, A; izračunato u zavisnosti od amplitude pada napona, V, na otporniku sa otporom, Ohm, uključenom u krug magnetiziranja, prema formuli
ili prema prosječnoj ispravljenoj vrijednosti EMF, V, indukovane u namotu II zavojnice T1 kada je namotaj I uključen u krug magnetiziranja, prema formuli
gdje -
međusobna induktivnost zavojnice, H; ne više od 1 10 Gn;
- frekvencija remagnetizacije, Hz.
6.10 Prilikom određivanja specifičnih magnetnih gubitaka u Epstein aparatu treba uzeti u obzir nehomogenost magnetizacije uglovnih dijelova magnetskog kola uvođenjem efektivne mase uzorka, kg, koja se za uzorke sa traka izračunava po formula
gdje -
težina uzorka, kg;
- dužina trake, m.
Za prstenaste uzorke uzima se efektivna masa jednaka masi uzorak.
Efektivna masa uzorka lima određena je rezultatima metrološke atestacije instalacije.
7 Postupak mjerenja
7.1 Određivanje specifičnih magnetnih gubitaka bazira se na mjerenju aktivne snage koja se troši na preokret magnetizacije uzorka i koju troše uređaji PV1, PV2, PW i povratno kolo pojačala. Prilikom ispitivanja uzorka lima uzimaju se u obzir gubici u jarmovima. Aktivna snaga je određena indirektno naponom na namotu II uzorka T2.
7.1.1 Prilikom instalacije (vidi sliku 1), ključevi su zatvoreni S2, S3, S4 i otvori ključ S1.
7.1.2 Podesite napon, ili (), V, pomoću voltmetra PV1; frekvencija remagnetizacije, Hz; provjerite ampermetrom RA,šta je vatmetar PW nije preopterećen; zatvori ključ S1 i otvori ključ S2.
7.1.3 Ako je potrebno, podesite očitavanje voltmetra pomoću izvora napajanja PV1 za postavljanje podešene vrijednosti napona i mjerenje efektivne vrijednosti napona, V, voltmetrom PV2 i snaga, W, vatmetar P.W.
7.1.4 Postavite napon koji odgovara većoj vrijednosti amplitude magnetske indukcije i ponovite operacije navedene u 7.1.2, 7.1.3.
7.2 Određivanje efektivne vrijednosti jačine magnetnog polja zasniva se na mjerenju struje magnetiziranja.
7.2.1 Prilikom instalacije (vidi sliku 1), ključevi su zatvoreni S2, S4 i otključajte ključeve S1, S3.
7.2.2 Podesite napon ili u, V, frekvencija remagnetizacije, Hz, i određena ampermetrom RA vrijednosti struje magnetiziranja, A.
7.2.3 Postavite višu vrijednost napona i ponovite operacije navedene u 7.2.1 i 7.2.2.
8 Pravila za obradu rezultata mjerenja
8.1 Faktor oblika krivulje napona na namotu II uzorka izračunava se po formuli
gdje -
efektivna vrijednost napona, V;
-
napon izračunat po formuli (6), V.
8.2 Specifični magnetni gubitak, W/kg, uzorka iz traka ili prstenastog oblika izračunava se po formuli
gdje je efektivna masa uzorka, kg;
- prosječna vrijednost snage, W;
- efektivna vrijednost napona, V;
- broj zavoja namotaja uzorka T2;
- vidi 6.7.
Vrijednosti i se zanemaruju ako omjer ne prelazi 0,2% i omjer ne prelazi 0,002.
Greška u određivanju otpora ne bi trebala prelaziti ± 1%.
Dozvoljeno je zamijeniti vrijednost jednaku 1,11 umjesto napona na =
1,
Članak daje informacije o vrstama materijala koji se koriste u proizvodnji elektromotora, generatora i transformatora. Date su kratke tehničke karakteristike nekih od njih.
Klasifikacija električnih materijala
Materijali koji se koriste u električnim mašinama spadaju u tri kategorije: strukturni, aktivni i izolacioni.
Konstrukcijski materijali
koriste se za proizvodnju takvih dijelova i dijelova stroja, čija je glavna svrha percepcija i prijenos mehaničkih opterećenja (osovine, kreveti, završni štitovi i usponi, razni pričvršćivači i tako dalje). Kao konstrukcijski materijali u električnim mašinama koriste se čelik, liveno gvožđe, obojeni metali i njihove legure, plastika. Ovi materijali podliježu zahtjevima uobičajenim u mašinstvu.
Aktivni materijali
dijele se na provodne i magnetne i namijenjene su za izradu aktivnih dijelova stroja (namotaja i jezgre magnetnih kola).
Izolacijski materijali se koriste za električnu izolaciju namotaja i drugih dijelova koji vode struju, kao i za izolaciju limova od elektro čelika jedan od drugog u slojevitim magnetskim jezgrama. Posebnu grupu čine materijali od kojih se izrađuju električne četke koje se koriste za odvod struje iz pokretnih dijelova električnih strojeva.
Ispod je dato kratak opis aktivni i izolacijski materijali koji se koriste u električnim mašinama.
Conductor Materials
Zbog dobre električne provodljivosti i relativne jeftinosti, električni bakar se široko koristi kao materijal za provodnike u električnim mašinama, a odnedavno i rafinisani aluminijum. Uporedna svojstva ovih materijala data su u tabeli 1. U nekim slučajevima, namotaji električnih mašina su izrađeni od legura bakra i aluminijuma, čija svojstva uveliko variraju u zavisnosti od njihovog sastava. Legure bakra se također koriste za proizvodnju pomoćnih strujnih dijelova (kolektorske ploče, klizni prstenovi, vijci i tako dalje). Kako bi se uštedjeli obojeni metali ili povećala mehanička čvrstoća, takvi dijelovi se ponekad izrađuju i od čelika.
Tabela 1
Fizička svojstva bakra i aluminijuma
| Materijal | Raznolikost | Gustina, g / cm 3 | Otpornost na 20°C, Ohm×m | Temperaturni koeficijent otpora pri ϑ °C, 1/°C | Koeficijent linearne ekspanzije, 1/°C | Specifična toplota, J/(kg×°C) | Toplotna provodljivost, W/(kg×°C) |
| Bakar | Elektrotehnički žareno | 8,9 | (17,24÷17,54)×10 -9 | 1,68×10 -5 | 390 | 390 | |
| Aluminijum | Rafinirano | 2,6-2,7 | 28,2×10 -9 | 2,3×10 -5 | 940 | 210 |
Temperaturni koeficijent otpornosti bakra na ϑ °C
Ovisnost otpora bakra od temperature koristi se za određivanje porasta temperature namotaja električne mašine kada ona radi u vrućem stanju ϑg iznad temperature okruženjeϑ o. Na osnovu relacije (2) izračunati porast temperature
Δϑ \u003d ϑ g - ϑ o
možete dobiti formulu
| (3) |
gdje r r - otpor namotaja u vrućem stanju; r x- otpor namotaja, mjeren u hladnom stanju, kada su temperature namotaja i okoline iste; ϑ x- temperatura hladnog namotaja; ϑ o - temperatura okoline tokom rada mašine, kada se meri otpor r G.
Odnosi (1), (2) i (3) vrijede i za aluminijske namote, ako se u njima 235 zamijeni sa 245.
Magnetni materijali
Za izradu pojedinačnih dijelova magnetnih kola električnih strojeva koriste se lim od elektrotehnike, čelični lim od konstrukcije, čelični lim i lijevano željezo. Lijevano željezo se relativno rijetko koristi zbog svojih niskih magnetnih svojstava.
Najvažnija klasa magnetnih materijala su različiti tipovi električnih limova. Da bi se smanjili gubici zbog histereze i vrtložnih struja, u njegov sastav se uvodi silicij. Prisutnost nečistoća ugljika, kisika i dušika smanjuje kvalitetu električnog čelika. Tehnologija njegove proizvodnje ima veliki utjecaj na kvalitetu elektro čelika. Konvencionalni električni limovi dobijaju se vrućim valjanjem. AT poslednjih godina Upotreba hladno valjanog čelika orijentiranog na zrno brzo raste, čija su magnetna svojstva, kada se remagnetiziraju duž smjera valjanja, mnogo veća od onih kod običnog čelika.
Asortiman električnih čelika i fizička svojstva pojedinih vrsta ovog čelika određeni su GOST 21427.0-75.
U električnim mašinama koristi se uglavnom električni čelik razreda 1211, 1212, 1213, 1311, 1312, 1411, 1412, 1511, 1512, 3411, 3412, 3413, koji odgovaraju starim oznakama E11, E1, E1, E1. , E22, E31 , E32, E41, E42, E310, E320, E330. Prva cifra označava klasu čelika prema strukturnom stanju i vrsti valjanja: 1 - toplo valjani izotropni, 2 - hladno valjani izotropni, 3 - hladno valjani anizotropni sa rebrastom teksturom. Druga cifra označava sadržaj silicijuma. Treća znamenka označava grupu prema glavnoj normaliziranoj karakteristici: 0 - specifični gubici tokom magnetne indukcije B= 1,7 T i frekvencija f= 50 Hz (p 1.7/50), 1 - specifični gubici pri B= 1,5 T i frekvencija f\u003d 50 Hz (p 1,5 / 50), 2 - specifični gubici tijekom magnetske indukcije B= 1,0 T i frekvencija f\u003d 400 Hz (p 1.0 / 400), 6 - magnetna indukcija u slabim poljima pri jačini magnetnog polja od 0,4 A / m ( B 0,4), i 7 - magnetna indukcija u srednjim magnetnim poljima pri jačini magnetnog polja od 10A/m ( B deset). Četvrta cifra je serijski broj. Svojstva elektročelika u zavisnosti od sadržaja silicijuma data su u tabeli 2
tabela 2
Ovisnost fizička svojstva električni čelik sa sadržajem silicija
| Svojstva | Druga znamenka razreda čelika | |||
| 2 | 3 | 4 | 5 | |
Gustina, g / cm 3 | ||||
Otpornost, Ohm×m | ||||
Temperaturni koeficijent otpornosti, 1/°C | ||||
Specifični toplotni kapacitet, J/(kg×°C) | ||||
S povećanjem sadržaja silicija, krtost čelika se povećava. S tim u vezi, što je mašina manja i, posljedično, što su manje dimenzije zubaca i žljebova u koje se namotaji uklapaju, teže je koristiti čelike sa povećanim i visok stepen doping. Stoga se, na primjer, visokolegirani čelik uglavnom koristi za proizvodnju transformatora i vrlo snažnih alternatora.
U mašinama sa strujnim frekvencijama do 100 Hz obično se koriste elektro čelični limovi debljine 0,5 mm, a ponekad i čelik debljine 0,35 mm, posebno kod transformatora. Na višim frekvencijama koristi se tanji čelik. Dimenzije limova od elektro čelika su standardizovane, a širina limova je 240 - 1000 mm, a dužina 1500 - 2000 mm. U posljednje vrijeme se širi proizvodnja elektro čelika u obliku trake namotane na rolne.
Rice. 1. Krive magnetizacije feromagnetnih materijala
1 - elektro čelik 1121, 1311; 2 - elektro čelik 1411, 1511; 3 - niskougljični liveni čelik, valjani čelik i otkovci za električne mašine; 4 - čelični lim debljine 1-2 mm za stubove; 5 - čelik 10; 6 - čelik 30; 7 - hladno valjani elektro čelik 3413; 8 - sivi liv koji sadrži: C - 3,2%, Si 3,27%, Mn - 0,56%, P - 1,05%; I × A - skale duž osa I i A; II × B - skale duž osa II i B
Na slici 1 prikazane su krive magnetizacije različitih vrsta čelika i lijevanog željeza, au tabeli 3, prema GOST 21427.0-75, vrijednosti specifičnih gubitaka str u najčešćim vrstama elektro čelika. Indeks na slovu p označava indukciju B u teslasima (brojilac) i frekvenciju remagnetizacije f u hercima (imenilac) pri kojoj su zagarantovane vrijednosti gubitaka date u tabeli 3. Za tipove 3411, 3412 i 3413, gubici su dati za slučaj magnetizacije duž smjera valjanja.
Tabela 3
Specifični gubici u električnom čeliku
| razreda čelika | Debljina lima, mm | Specifični gubici, W/kg | razreda čelika | Debljina lima, mm | Specifični gubici, W/kg | |||||
| p 1.0/50 | p 1.5/50 | p 1.7/50 | p 1.0/50 | p 1.5/50 | p 1.7/50 | |||||
| 1211 | 0,5 | 3,3 | 7,7 | - | 1512 | 0,5 | 1,4 | 3,1 | - | |
| 1212 | 0,5 | 3,1 | 7,2 | - | 0,35 | 1,2 | 2,8 | - | ||
| 1213 | 0,5 | 2,8 | 6,5 | - | 1513 | 0,5 | 1,25 | 2,9 | - | |
| 1311 | 0,5 | 2,5 | 6,1 | - | 0,35 | 1,05 | 2,5 | - | ||
| 1312 | 0,5 | 2,2 | 5,3 | - | 3411 | 0,5 | 1,1 | 2,45 | 3,2 | |
| 1411 | 0,5 | 2,0 | 4,4 | - | 0,35 | 0,8 | 1,75 | 2,5 | ||
| 1412 | 0,5 | 1,8 | 3,9 | - | 3412 | 0,5 | 0,95 | 2,1 | 2,8 | |
| 1511 | 0,5 | 1,55 | 3,5 | - | 0,35 | 0,7 | 1,5 | 2,2 | ||
| 0,35 | 1,35 | 3,0 | - | 3413 | 0,5 | 0,8 | 1,75 | 2,5 | ||
| 0,35 | 0,6 | 1,3 | 1,9 | |||||||
Gubitak vrtložne struje ovisi o kvadratu indukcije, a gubitak histereze ovisi o indukciji na snagu blizu dva. Stoga se ukupni gubici u čeliku sa dovoljnom preciznošću za praktične svrhe mogu smatrati zavisnim od kvadrata indukcije. Gubici vrtložnih struja su proporcionalni kvadratu frekvencije, a gubici na histerezi su proporcionalni prvom stepenu frekvencije. Na frekvenciji od 50 Hz i debljini lima od 0,35 - 0,5 mm, gubici na histerezi nekoliko puta premašuju gubitke na vrtložne struje. Ovisnost ukupnih gubitaka u čeliku o frekvenciji je stoga bliža prvom stepenu frekvencije. Dakle, specifični gubici za vrijednosti B i f, osim onih navedenih u tabeli 3, mogu se izračunati po formulama:
  |   | (4) |
gdje je vrijednost B zamijenjena u teslasima (T).
Vrijednosti specifičnih gubitaka date u tabeli 3 odgovaraju slučaju kada su listovi izolirani jedan od drugog.
Za izolaciju se koristi poseban lak ili, vrlo rijetko, tanak papir, a koristi se i oksidacija.
Prilikom štancanja dolazi do radnog očvršćavanja elektro čeličnih limova. Osim toga, prilikom sastavljanja paketa jezgra, listovi se djelomično zatvaraju duž svojih rubova zbog pojave neravnina ili neravnina tijekom štancanja. Ovo povećava gubitke u čeliku za 1,5 - 4,0 puta.
Zbog prisutnosti izolacije između čeličnih limova, njihove valovitosti i nehomogenosti u debljini, nije cijeli volumen presovane jezgre ispunjen čelikom. Koeficijent punjenja pakovanja čelikom prilikom izolacije lakom je u prosjeku kc= 0,93 sa debljinom lima od 0,5 mm i kc= 0,90 na 0,35 mm.
Izolacijski materijali
Za električne izolacijske materijale koji se koriste u električnim mašinama postavljaju se sljedeći zahtjevi: po mogućnosti visoka električna čvrstoća, mehanička čvrstoća, otpornost na toplinu i toplinska provodljivost, kao i niska higroskopnost. Važno je da izolacija bude što tanja, jer povećanje debljine izolacije otežava prijenos topline i dovodi do smanjenja faktora punjenja žlijeba provodničkim materijalom, što zauzvrat uzrokuje smanjenje nazivne snage izolacije. mašina. U nekim slučajevima se javljaju i drugi zahtjevi, na primjer otpornost na različite mikroorganizme u vlažnoj tropskoj klimi i sl. U praksi se svi ovi zahtjevi mogu ispuniti u različitom stepenu.
Video 1. Izolacijski materijali u elektrotehnici XVIII - XIX stoljeća.
Izolacioni materijali mogu biti čvrsti, tečni i gasoviti. Vazduh i vodonik su obično gasoviti, koji predstavljaju okruženje ili rashladni medij u odnosu na mašinu i istovremeno u nekim slučajevima igraju ulogu električne izolacije. Tečni dielektrici se uglavnom koriste u konstrukciji transformatora u obliku posebne vrste mineralnog ulja zvanog transformatorsko ulje.
Čvrsti izolacijski materijali su od najveće važnosti u elektrotehnici. Mogu se podeliti u sledeće grupe: 1) prirodni organski vlaknasti materijali - pamučni papir, materijali na bazi drvene pulpe i svile; 2) neorganski materijali - liskun, fiberglas, azbest; 3) razne sintetičke materijale u obliku smola, filmova, pločastih materijala i sl.; 4) razni emajli, lakovi i smjese na bazi prirodnih i sintetičkih materijala.
Posljednjih godina organske vlaknaste izolacijske materijale sve više zamjenjuju sintetički materijali.
Emajli se koriste za izolaciju žica i kao pokrovnu izolaciju namotaja. Lakovi se koriste za lijepljenje laminirane izolacije i za impregnaciju namotaja, kao i za nanošenje zaštitnog sloja na izolaciju. Dvostruka ili trostruka impregnacija namotaja lakovima, naizmjenično sa sušenjem, ispunjava pore u izolaciji, što povećava toplinsku provodljivost i električnu čvrstoću izolacije, smanjuje njenu higroskopnost i mehanički drži izolacijske elemente zajedno.
Impregnacija smjesama služi istoj svrsi kao i impregnacija lakovima. Jedina razlika je u tome što spojevi nemaju hlapljiva otapala, već su vrlo konzistentna masa, koja pri zagrijavanju omekšava, ukapljuje i pod pritiskom može prodrijeti u pore izolacije. Zbog odsustva rastvarača, punjenje pora tokom mešanja je gušće.
Najvažnija karakteristika izolacijskih materijala je njihova toplinska otpornost, koja ima odlučujući utjecaj na pouzdanost i vijek trajanja električnih strojeva. U pogledu otpornosti na toplotu, električni izolacioni materijali koji se koriste u električnim mašinama i aparatima podeljeni su, prema GOST 8865-70, u sedam klasa sa sledećim maksimalno dozvoljenim temperaturama ϑ max:
Standardi prethodnih godina sadrže stare oznake nekih klasa izolacije: umjesto Y, E, F, H, redom, O, AB, BC, CB.
Klasa Y uključuje neimpregnirane tekućim dielektricima i neuronjene u njih vlaknaste materijale od pamučnog papira, celuloze i svile, kao i niz sintetičkih polimera (polietilen, polistiren, polivinil hlorid itd.). Ova klasa izolacije se rijetko koristi u električnim mašinama.
Klasa A uključuje vlaknaste materijale izrađene od pamučnog papira, celuloze i svile impregnirane tekućim elektroizolacijskim materijalima ili uronjene u njih, izolaciju žica od emajla na bazi ulja i poliamid rezol lakova (kapron), poliamidne folije, butil gumu i druge materijale, kao i kao impregnirano drvo i drveni laminati. Impregnirajuće tvari za ovu klasu izolacije su transformatorsko ulje, uljni i asfaltni lakovi i druge tvari odgovarajuće toplinske otpornosti. Ova klasa uključuje razne lakirane tkanine, trake, elektrokarton, getinax, tekstolit i druge izolacijske proizvode. Izolacija klase A se široko koristi za rotacione električne mašine snage do 100 kW i više, kao i u industriji transformatora.
Klasa E uključuje emajl žičanu izolaciju i električnu izolaciju na bazi polivinil acetala (viniflex, metalvin), poliuretana, epoksida, poliesterskih (lavsan) smola i drugih sintetičkih materijala slične toplinske otpornosti. Klasa izolacije E uključuje nove sintetičke materijale, čija se upotreba brzo širi u mašinama malih i malih dimenzija srednje snage(do 10 kW i više).
Klasa B objedinjuje izolacijske materijale na bazi anorganskih dielektrika (liskun, azbest, fiberglas) i ljepila, impregnirajuće i pokrivne lakove i smole povećane otpornosti na toplinu organskog porijekla, te sadržaj organska materija po težini ne bi trebalo da prelazi 50%. Tu prvenstveno spadaju materijali na bazi fino počupanog liskuna (liskuna traka, mikafolium, mikanit), koji se široko koriste u elektrotehnici.
U novije vrijeme se koriste i materijali liskuna koji se temelje na kontinuiranoj vrpci liskuna od ploča liskuna veličine do nekoliko milimetara i debljine nekoliko mikrona.
U klasu B spadaju i razni sintetički materijali: poliesterske smole na bazi ftalnog anhidrida, polihlorotrifluoroetilen (PTFE-3), neke poliuretanske smole, plastike sa anorganskim punilom itd.
Izolacija klase F uključuje materijale na bazi liskuna, azbesta i stakloplastike, ali uz upotrebu organskih lakova i smola modificiranih organosilicijumom (poliorganosiloksanom) i drugim smolama visoke otpornosti na toplinu, ili uz korištenje drugih sintetičkih smola odgovarajuće toplinske otpornosti (poliester smole na bazi izo- i tereftalne kiseline itd.). Izolacija ove klase ne smije sadržavati pamuk, celulozu ili svilu.
Klasa H uključuje izolaciju na bazi liskuna, stakloplastike i azbesta u kombinaciji sa organosilicijumom (poliorganosiloksanom), poliorganometallosilksanom i drugim smolama otpornim na toplotu. Upotrebom ovakvih smola proizvode se mikaniti i liskuni, kao i stakleni mikaniti, stakleni liskun, trake od staklenog liskuna, stakleni liskun, staklolakirane tkanine i stakleni tekstoliti.
Klasa H uključuje i izolaciju na bazi politetrafluoroetilena (fluoroplast-4). Materijali klase H koriste se u električnim mašinama koje rade u veoma teškim uslovima (rudarska i metalurška industrija, transportne instalacije itd.).
Klasa izolacije C uključuje liskun, kvarc, stakloplastike, staklo, porcelan i druge keramičke materijale koji se koriste bez organskih veziva ili sa neorganskim vezivima.
Pod uticajem toplote, vibracija i drugih fizičko-hemijskih faktora dolazi do starenja izolacije, odnosno njenog postepenog gubitka mehaničke čvrstoće i izolacionih svojstava. Eksperimentalno je utvrđeno da se vijek trajanja izolacijskih klasa A i B prepolovljuje s povećanjem temperature za svakih 8-10° iznad 100°C. Slično, kako temperatura raste, smanjuje se i vijek trajanja izolacije drugih klasa.
Električne četke
dele se u dve grupe: 1) ugalj-grafit, grafit i elektrografit; 2) metalografit. Za proizvodnju četkica prve grupe koriste se čađa, zdrobljeni prirodni grafit i antracit s katranom ugljena kao vezivom. Prazanci četkica se podvrgavaju pečenju, čiji način određuje strukturni oblik grafita u proizvodu. Pri visokim temperaturama pečenja postiže se konverzija ugljika koji se nalazi u čađi i antracitu u oblik grafita, zbog čega se ovaj proces pečenja naziva grafitizacija. Četke druge grupe takođe sadrže metale (bakar, bronza, srebro). Najčešći kistovi prve grupe.
U tabeli 4 prikazane su karakteristike brojnih marki četkica.
Tabela 4
Specifikacije električnih četkica
| Klasa četkica | brand | Nazivna gustina struje, A / cm 2 | Maksimalna obodna brzina, m/s | Specifični pritisak, N/cm 2 | Prolazni pad napona na paru četkica, V | Koeficijent trenja | Priroda komutacije u kojoj se preporučuje upotreba četkica |
Karbon-grafit | UG4 | 7 | 12 | 2-2,5 | 1,6-2,6 | 0,25 | Pomalo teško |
Grafit | G8 | 11 | 25 | 2-3 | 1,5-2,3 | 0,25 | Normalno |
| Elektrografit | EG4 | 12 | 40 | 1,5-2 | 1,6-2,4 | 0,20 | Normalno |
| EG8 | 10 | 40 | 2-4 | 1,9-2,9 | 0,25 | Najteže | |
| EG12 | 10-11 | 40 | 2-3 | 2,5-3,5 | 0,25 | Poteškoće | |
| EG84 | 9 | 45 | 2-3 | 2,5-3,5 | 0,25 | Najteže | |
Bakar-grafit | MG2 | 20 | 20 | 1,8-2,3 | 0,3-0,7 | 0,20 | Najlakši |
Gubici u magnetnom jezgru značajno zavise od frekvencije magnetskog polja koje djeluje na njega. Stoga se gubici u magnetskom kolu dijele na:
- statički
- dinamičan
Statički gubitak je gubitak magnetskog kola pri remagnetizaciji. Magnetski tok, prolazeći kroz jezgro, okreće sve domene ili u smjeru magnetskog polja, ili u suprotnom smjeru, dok polje radi: razmiče se kristalna ćelija, toplina se oslobađa i magnetsko jezgro se zagrijava. Statički gubici su proporcionalni površini petlje (S petlje), frekvenciji ( f mreža) i težina ( G) jezgro:
P g ≡ Sšarke × f mreže × G.To su takozvani gubici histereze. Što je petlja uža, gubitak je manji. Kako se debljina trake smanjuje, H s, povećava se površina petlje i povećava se gubitak histereze. Kako se frekvencija povećava, polje se smanjuje μ a a gubici se takođe povećavaju.
Dinamički gubici je gubitak vrtložne struje. Histerezna petlja snimljena jednosmjernom strujom ( f c = 0) naziva se statička petlja. Sa sve većom frekvencijom f c Vrtložne struje počinju djelovati na ovaj grafikon.
Feromagnet (čelik) je dobar električni provodnik, tako da magnetni tok koji prolazi kroz jezgro indukuje struje u njemu koje pokrivaju svaku liniju magnetnog polja. Ove struje stvaraju vlastite magnetne fluksove usmjerene prema glavnoj magnetni fluks. Rezultat zbrajanja induciranih struja u debljinu magnetskog kola je takav da je ukupna struja, takoreći, pomjerena na rubove masivnog magnetskog kola, kao što je prikazano na slici 1.
Slika 1. Vrtložne struje u feromagnetu
Između električnih vodova, struje se kompenziraju i, kao rezultat, struja teče samo oko perimetra. Čelik ima nizak omski otpor, tako da struja doseže stotine i hiljade ampera, uzrokujući zagrijavanje magnetnog kola. Da bi se smanjile vrtložne struje, potrebno je povećati omski otpor, što se postiže setom jezgara napravljenih od izoliranih ploča. Što je ploča (traka) tanja, to je veći njen otpor i niže su vrtložne struje. U zavisnosti od radne frekvencije, debljina (Δ) ploča (trake) je različita. U tabeli 1 prikazana je zavisnost debljine ploča od frekvencije mreže
Tabela 1. Debljina ploče u zavisnosti od mrežne frekvencije
Gubici vrtložne struje proporcionalni su kvadratu frekvencije, kvadratu debljine i težini jezgre P u ≡ f 2×∆2× G. Stoga se na visokim frekvencijama koriste vrlo tanki materijali. Feriti imaju najmanje gubitke - feromagnetni prah sinterovan na visoke temperature. Svako zrno je izolovano oksidom, tako da su vrtložne struje veoma male. Poslednji red tabele 1 odgovara upravo takvoj varijanti izrade magnetnog jezgra.
Ukupni gubici u magnetnom kolu (P MAG) jednaki su zbiru statičkih i dinamičkih gubitaka:
R MAG = R r+ R in.U priručniku o magnetskim materijalima, gubici R d i R u ne dijeliti, ali dati ukupan gubitak po 1 kg materijala - R ud . Ukupni gubitak se utvrđuje jednostavnim množenjem specifičnog gubitka sa težinom jezgra
R MAG = R beats × G (2)Budući da su gubici višeparametarska vrijednost, tabele ili grafičke zavisnosti konkretnih gubitaka od jednog ili drugog parametra date su u priručniku. Na primjer, slika 2 prikazuje ovisnost gubitaka od indukcije za čelik debljine Δ = 0,35 mm na frekvenciji f= 50 Hz za drugačiji tip iznajmljivanje.
Slika 2. Ovisnost gubitaka u električnom čeliku od indukcije
Za druge frekvencije takve će ovisnosti biti različite. Ako način rada magnetskog kruga ne odgovara načinu mjerenja gubitaka, gubici se mogu ponovo izračunati na traženi način pomoću empirijske, ali sasvim prikladne formule:
(3) gdje α
, β = 1,3...2 su empirijski koeficijenti, koji se mogu uzeti jednakim 2 sa dovoljnom tačnošću za praksu; f 0 , B 0 - način mjerenja za koji su dati grafikoni ili tabelarni referentni podaci; f x , B x je način rada za koji je potrebno pronaći gubitke. U tabeli 2 prikazani su približni specifični gubici nekih feromagnetnih materijala koji se koriste u magnetnim krugovima transformatora i induktora.
Tabela 2. Specifični gubici nekih feromagnetnih materijala
Može se vidjeti da gubitak u permalloju ovisi o debljini trake. Gubitak ferita na visokoj frekvenciji je manji nego na niskoj frekvenciji zbog smanjenog gubitka histereze. Obično se o izboru materijala za jezgro odlučuje sa stanovišta najmanjeg gubitka snage.