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電源問答

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鐵損

時(shí)間:2022-11-19 人氣: 來源:山東合運(yùn)電氣有限公司

  鐵損iron loss,也稱作core loss)是指像變壓器、電感器、交流馬達(dá)及交流發(fā)電機(jī)等有導(dǎo)磁體(以下簡稱為鐵芯)的電機(jī)設(shè)備中,因?qū)Т朋w受到變動(dòng)磁場的影響,在鐵芯中損耗的部分能量,損耗的能量會以熱的方式散失,有時(shí)則是以噪音的方式散失。


  鐵損可分為磁滯損(Hysteresis losses)、渦流損(Eddy-current losses)及異常損(Anomalous losses)3種。


磁滯損


微信截圖_20221119003028.png  當(dāng)通過鐵芯的磁場改變時(shí),鐵芯材料的磁化強(qiáng)度會變化,因?yàn)榇女牨诘囊苿?dòng),造成其中微小磁疇的膨脹及收縮。不過磁疇壁在移動(dòng)時(shí),會受到晶體缺陷的影響而卡住,最后磁疇壁仍會移動(dòng),但是會發(fā)熱,即為磁滯損。


  磁滯損可以從材料的B-H曲線中看出,B-H圖為一封閉的曲線,磁場變化一個(gè)周期時(shí),單位體積材料的磁滯損即為磁滯圈內(nèi)的面積,若交流磁場大小不變,每一周期的能量損失為定值,此時(shí)磁滯損和頻率成正比。


  {\displaystyle W=\int{\left(nA_{c}{\frac{dB(t)}{t}}\right)\left({\frac{H(t)l_{m}}{n}}\right)dt}=(A_{c}l_{m})\int{HdB}}{\displaystyle W=\int{\left(nA_{c}{\frac{dB(t)}{t}}\right)\left({\frac{H(t)l_{m}}{n}}\right)dt}=(A_{c}l_{m})\int{HdB}}


  {\displaystyle P_{H}=(f)(A_{c}l_{m})\int{HdB}}{\displaystyle P_{H}=(f)(A_{c}l_{m})\int{HdB}}


渦流損


 微信截圖_20221119003128.png

  若鐵芯為導(dǎo)體,因?yàn)殡姶鸥袘?yīng),磁場的變化會感應(yīng)在導(dǎo)體內(nèi)循環(huán)的電流,稱為渦電流。渦電流和磁場垂直。渦電流的能量會因?yàn)殍F芯材料的電阻而發(fā)熱耗散,渦流損和電流循環(huán)面積的大小成正比、和材料的電阻率成反比。


  若鐵芯是由薄的疊層組成,中間又有絕緣的涂層,可以減少渦流損。


  調(diào)整鐵芯材料也可以減少渦流損,一種是使用導(dǎo)磁但不導(dǎo)電的材料,例如鐵氧體,若使用加硅的電工鋼(矽鋼),鋼的電阻率明顯上升,也可以減少渦流損。


異常損


  異常損包括磁滯損及渦流損以外的損失,也可以描述成磁滯圈因?yàn)轭l率而加大。異常損的物理機(jī)制包括移動(dòng)磁疇壁時(shí)局部的渦流損。


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