ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности поведения ферромагнитных материалов в переменных магнитных полях из "Испытания ферромагнитных материалов Издание 3 " В отличие от магнитных характеристик в постоянных магнитных полях, которые определяются в основном материалом, размерами и формой образца (в пределах погрешности измерений), магнитные характеристики в переменных магнитных полях зависят от многих других факторов ц лишь условно могут быть названы характеристиками материала. [c.27] При помеше ши образца в переменное магнитное поле в нем возникают макроскопические и микроскопические вихревые токи, создающие свой магнитный поток, направленный в каждый момент времени противоположно магнитному потоку, связанному с внешним магнитным полем. Это приводит к неравномерности распределения индукции и напряженности поля по сечению образца. И]1дукция п напряженность поля внутри образца убывают с удалением от поверхности. [c.27] При определении магнитных характеристик в переменных магнитных полях напряженность поля может быть измерена только па поверхности образца, а индукция— только как средняя ио его сечению (независимо от метода испытаний). Вследствие этого при той л е максимальной напряженности поля на поверхности образца, что и при испытании в постоянном магнитном поле, измеряется меньшая по величине индукция причем получаемые значения В и Я не соответствуют истинным их значениям в точках сечения образца. [c.27] Однако основной кривой намагничивания часто пользуются при расчетах устройств, работающих в более сложных условиях (например, при одновременном действии двух магнитных полей разных частот). [c.29] Для оправдания возможности использования для расчетов основной кривой намагничивания широко распространено следующее рассуждение. [c.29] Если нас не интересуют потерн в образце нли реальном устройстве (а во многих случаях они действительно малы для изделий небольшого веса нз магнитяомягкнх материалов), то можно представить, что петля при уменьшении потерь постепенно сужается и, если потери отсутствуют, переходит в основную кривую намагничивания (индукции). Это рассуждение прииципнально неверно. [c.29] Как видно из приведенного примера, при у.меньше-нни потерь петля гистерезиса (а также динамическая петля на переменном токе) не только сужается, но и выпрямляется и в пределе стремится к безгистерезисной, а не к основной кривой намагничивания, как это обычно считают. [c.29] Учитывая сложность процессов намагничивания в переменных магнитных полях, следует идти не по пути приспособления для расчетов основной кривой намагничивания, часто совершенно не отражающей этих процессов, а ио пути создания новых (или использования известных) магнитных характеристик, соответствующих процессам леремагничивання, в тех или иных конкретных условиях. О некоторых таких характеристиках будет сказано ниже. Для качественного понимания процессов, происходящих в ферромагнитном материале, номещенном в переменное магнитное поле, необходимо несколько подробнее остановиться на влиянии поверхностного эффекта на процессы перемагничивания. [c.30] Здесь мы не будем подробно излагать решение задачи, связанной с поверхностным эффектом, приведем только основные результаты, необходимые для понимания особенностей намагничивания ферромагнитных материалов в переменных магнитных нолях, полученные для ферромагнитного нолуиространства. Подробнее эти вопросы изложены в [Л. 10, 11, 12 и др.]. [c.30] На поверхность полупространства, представляющего собой однородный ферромагнитный материал с проницаемостью .1 = onst, наложено периодическое магнитное поле Я = Ямакс os ш/. При этом оси координат х и у лежат на поверхности образца, направление приложенного магнитного поля совпадает с осью. г. Ось z направлена в глубь образца перпендикулярно его поверхности. [c.30] В силу симметрии задачи материал ферромагнитного полупространства не оказывает влияния на величину напряженности магнитного поля на его поверхности. Поэтому во всех точках поверхности в каждый момент времени напряженность поля имеет одно и то же значение, т. е. не зависит от координат л и г/, и может изменяться только с изменением координаты г. [c.30] Если пренебречь токами смещения и зависимостью проницаемости от напряженности поля, то окажется, что магнитное поле в среде будет распространяться мгновенно, но амплитудного значения в каждой точке достигнет через конечный отрезок времени, что определяется запаздыванием фазы поля. Величина амплитуды напряженности поля будет тем меньше, чем дальше точка на.ходится от поверхности. [c.31] При работе ферромагнитных материалов в переменных магнитных полях необходимо оценивать, насколько эффективно используется сечение пластины (образца) для проведения переменного магнитного потока. Естественно, что не и.меет смысла применять сплошные образцы большого сечения, если они практически не проводят магнитного потока (не промагничиваются). [c.32] Для примера приведем значения величины 21 для некоторых материалов [рассчитанные по формуле (1-28) для частоты 50 гц]. [c.32] При увеличении частоты перемагничивания до значения / рассчитанная выше глубина проникновения переменного магнитного поля в ферромагнитную среду уменьшается в 1///50 раз. [c.32] Чтобы сравнение результатов измерений в переменных магнитных полях с результатами измерений, полученными в постоянных полях, было правильным, двойная глубина проникновения переменного магнитного потока, рассчитанная по максимальной проницаемости, должна быть больше толшины образца. [c.32] Из выражения (1-29) видно, что при апериодическом намагничивании (при постоянной величине проницаемости) величина магнитного потока расчет пропорционально половинной степени времени ( / /) и при /— -оо его величина также стремится к бесконечности, т. е. ферромагнитное полупространство будет постепенно промаг-иичиваться. [c.33] Вывод выражения (1-30) дан таюке в [Л. 10]. [c.33] При работе ферромагнитных материалов в переменных магнитных полях в большинстве случаев происходит их неремагничивание под действием периодического симметричного магнитного поля (за исключением работы ферромагнитных материалов в импульсном режиме, при одновременном действии двух полей разных частот и т. п.). При таком перемагничиванин магнитное состояние изменяется по симметричной петле, похожей по форме на петлю гистерезиса. [c.33] В отличие от статической или квазистатической (при медленном изменении напряженностп поля) петли гистерезиса площадь петли динамического перемагничивания пропорциональна пе только потерям на гистерезис, нэ и потерям от вихревых токов, а в некоторых случаях и потерям энергии вследствие наличия магнитной вязкости материала (потери на последействие). [c.33] Вернуться к основной статье