Петля гистерезиса в переменном магнитном поле

Центральное место в изучении свойств магнитных материалов занимает метод, основанный на изучении динамической петли гистерезиса в переменном магнитном поле. [c.159]

Петля гистерезиса в переменном магнитном поле 316 [c.350]

Магнитно мягкие материалы применяют для изготовления сердечников в электромагнитах, различных машинах и аппаратах и т. п. К ним прежде всего предъявляются требования высокой магнитной проницаемости, чтобы уже сравнительно слабый ток в обмотке электромагнита вызывал большую магнитную индукцию з его сердечнике. Весьма часто магнитномягким материалам приходится работать в переменном магнитном поле в этом случае добавляется требование возможной малости потерь мощности в сердечнике в переменном поле. Эти потери, как уже отмечалось, состоят из двух частей из потерь на пере-магничивание (гистерезис) и из потерь на вихревые токи. Для того чтобы потери на перемагничивание были малы, необходимо, чтобы материал имел весьма узкую, с малой площадью, петлю перемагничивания. Для того чтобы были малы потери на вихревые токи, должно быть велико удельное электрическое сопротивление р материала кроме того, стремятся выполнять сердечник не из сплошного магнитного материала, а из отдельных листов, которые электрически изолируются друг от друга. Чем выше частота, тем тоньше берутся листы при особо высоких частотах приходится при- [c.237]

Величину Лп называют потери на гистерезис . Так как при перемагничивании в переменном магнитном поле потери на гистерезис превращаются в теплоту, то стремятся к уменьшению площади, ограничиваемой петлей гистерезиса. [c.428]

Однако симметричная динамическая петля (за исключением высоких частот, когда ее можно считать эллипсом) не имеет аналитического выражения, поэтому в практике используются более простые характеристики основная кривая индукции в переменных магнитных полях (динамическая кривая индукции) и зависимость полных потерь (на гистерезис и вихревые токи) от величины индукции в образце. [c.34]

Динамическая петля гистерезиса, снятая в переменном магнитном поле. [c.275]

Заштрихованная на фиг. 97 площадь петли гистерезиса численно представляет собой в некотором масштабе энергию, которая затрачивается на один цикл перемагничивания единицы объема материала. Кроме того, надо иметь в виду, что при работе сердечника в переменном магнитном поле в нем наводятся э. д. с., вызывающие появление переменных токов — так называемых вихревых токов. [c.251]

Коэрцитивная сила и форма петли гистерезиса характеризуют свойство ферромагнетика сохранять остаточное намагничивание и определяют использование ферромагнетиков для различных целей. Ферромагнетики с широкой петлей гистерезиса называются жесткими магнитными материалами (углеродистые, вольфрамовые, хромовые, алюминиево-никелевые и другие стали). Они обладают большой коэрцитивной силой и используются для создания постоянных магнитов различной формы (полосовых, подковообразных, магнитных стрелок). К мягким магнитным материалам, обладающим малой коэрцитивной силой и узкой петлей гистерезиса, относятся железо, сплавы железа с никелем. Эти материалы используются для изготовления сердечников трансформаторов, генераторов и других устройств, по условиям работы которых происходит перемагничивание в переменных магнитных полях. Перемагничивание ферромагнетика связано с поворотом областей самопроизвольного намагничивания (п. 8°). Работа, необходимая для этого, совершается за счет энергии внешнего магнитного поля (П1.5.7.2°). Количество теплоты, выделяющейся при пере-магничивании, пропорционально площади петли гистерезиса. [c.283]

В периодическом магнитном поле магнитное состояние ферромагнетика характеризуется динамической петлей гистерезиса, которая значительно отличается от петли в статическом поле. Рост потерь на перемагничивание обусловлено возникновением потерь на вихревые токи. При исследовании магнитных свойств в переменных полях необходимо учитывать скин-эффект, т. е. эффект неполного проникновения магнитного поля в глубину образца. Глубина проникновения h поля в ферромагнетик определяется выражением h = где р. — проницаемость Y — удельная электрическая проводимость образца / — частота магнитного поля. [c.107]

Если взять петли гистерезиса в постоянном или переменном магнитном поле для ряда ферромагнитных материалов с различной величиной потерь, то окажется, что чем больше потери, тем шире петля и тем правее (в координатной плоскости ВН) лежит вершина петли. Другими словами, чем больше потери материала, тем положе (больше наклонена к оси напряженности поля) для него кривая намагничивания. Приведем пример. Возьмем произвольное значение индукции для вершины петли гистерезиса, например 0,5 тл, для ряда материалов, расположив их в порядке убывания потерь, и определим для этой вершины петли напряженность поля [c.29]

Динамическая петля гистерезиса образуется при намагничивании материала переменным магнитным полем. Она имеет большую площадь, чем статическая петля, так как при воздействии переменного магнитного поля в материале возникают кроме потерь на гистерезис потери на вихревые токи и магнитное последействие, которые определяются магнитной вязкостью материала. [c.75]

Намагничивание при переменном поле. Если поместить в магнитное поле образец, то в нем появляется отличный от нуля результирующий магнитный момент. Исследования показывают, что это происходит вначале за счет роста объемов тех доменов, у которых магнитные моменты совпадают с направлением внешнего поля или близки к нему, при этом уменьшается объем доменов, намагниченных энергетически менее выгодно. Этот процесс идет путем смещения стенок доменов его сокращенно именуют процессом смещения. В более сильных полях намагничивание происходит за счет того, что магнитные моменты доменов поворачиваются в ту сторону, в которую направлено внешнее поле. Эти процессы именуются процессами вращения. В области очень сильных полей увеличение магнитной индукции практически не происходит, так как почти все моменты уже ориентированы по полю. Магнитная индукция, отвечающая этому состоянию материала, называется индукцией насыщения Bs- При дальнейшем возрастании внешнего поля намагничивание увеличивается слабо лишь за счет парамагнетизма. Если теперь уменьшать напряженность поля, то магнитные моменты доменов начнут поворачиваться в обратных направлениях, однако суммарный магнитный момент при Я О не обращается в нуль. В образце сохраняется преимущественная ориентация части магнитных моментов. Явление отстаивания изменений индукции от изменений напряженности поля называется гистерезисом. Петля гистерезиса устанавливается только после много- [c.228]

В зависимости от формы гистерезисной кривой и значений основных магнитных характеристик, различают магнитотвердые и магнитомягкие сплавы. Магнитотвердые сплавы (рис. 22.1, а) характеризуются широкой петлей гистерезиса, высоким значением коэрцитивной силы и применяются для изготовления постоянных магнитов. Магнитомягкие сплавы работают в условиях циклически изменяющихся магнитных полей и непрерьшного перемагничивания. Они, наоборот, имеют узкую петлю гистерезиса, малые значения Не и характеризуются небольшими потерями на гистерезис (рис. 22.1, б). Из них изготавливают, сердечники трансформаторов, электродвигателей и генераторов, детали слаботочной техники, т. е. такие изделия, которые подвергаются многократному переменному намагничиванию. [c.819]

При намагничивании в переменных полях потери в сердечнике больше, чем потери на гистерезис, определяемые по площади петли гистерезиса, и зависят от величины магнитной индукции, частоты переменного поля, от формы кривой напряжений, создающих ток для намагничивания образца, от сечения и формы образца, от удельного сопротивления материала и др. [c.175]

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 роторах гистерезисных электродвигателей магнитно-твердые сплавы. используются для создания крутящего момента роторов и работают в переменном магнитном поле, напряженность которого составляет от 1,6 до 32 кА/м в зависимости от конструкции и назначения двигателя. Магнитное состояние таких сплавов характеризуется полной рабочей петлей гистерезиса, имеющей вершину в точке максимальной проницаемости 5 гпах)-При расчете и конструировании двигателей используются зависимости гистерезисных параметров от намагничивающего поля и индукции, а также данные о ТКЛР и удельном электросопротивлении сплава для согласования магнитно-твердого материала (активной части ротора) с конструктивными элементами ротора и правильного учета используемых и вредных потерь [c.549]

Гистерезисные материалы используются для изготовления активной части (гистерезисного слоя) в магнитно-гистерезисных муфтах. Материалы работают в переменном магнитном поле с напряженностью не ниже 2000 А/м. Они характеризуются оптимальными индукцией 5г и напряженностью Яр поля, удельными потерями на гистерезис Рг, отношением prlHr, синусом гистерезисного угла sin 7г> з также коэффициентом выпуклости петли гистерезиса Vb. [c.231]

Крутящий момент <гистерезисного двигателя возникает вследствие гистерезиса материала ротора. При включении двигателя в сеть переменного тока создается вращающееся магнитное поле. Ротор вращается синхронно с магнитным полем с некоторым углом рассогласования. Крутящий момент идеального гистерезисного двигателя не зависит от частоты вращения ротора, а определяется только свойствами материала ротора (его объемом и величиной удельных потерь на гистерезис). Следовательно, необходимо иметь данные о величине удельных потерь на гистерезис в зависимости от индукции или напряженности поля при определенном характере перемагничивания. Поэтому основной характеристикой материала гистерезисных двигателей является PJHm, эта величина должна быть большой. Чем больше прямоугольность петли, тем больше потери на гистерезис. Поэтому другой характеристикой является коэффициент выпуклости кривой [c.228]

В силу изложенного в качестве материала для электромагнитов, работающих в переменных полях, применяют те, которые имеют узкие петли гистерезиса, что связано с малой коэрцитивной силой. Такие материалы называют магнитомягкими, они отличаются малым запасом магнитной энергии, способностью легко перемагничиваться и размагничиваться, высокой магнитной проницаемостью в слабых и средних полях. В отличие от них материалы с широкой петлей гистерезиса, с большой коэрцитивной силой отличаются большим запа.сом магнитной энергии и устойчивым намагничиванием. Их называют магнитотвердыми и применяют для изготовления постоянных магнитов. [c.292]

При динамическом (неравновесном) намагничивании образца в переменных полях зависимость В f H) характеризуется динамической петлей гистерезиса. Дополнительные динамические потери связаны с магнитной вязкостью (за счет диффузионных и термофлуктуационных процессов в образце) и вихревыми токами в проводящих включениях. [c.162]

Обратимая Яг и дифференциальная хй проницаемости, определяемые на основной кривой индукции (или петле гистерезиса), являются важнейшими характеристикамн материала при работе в условиях одновременного действия постоянного магнитного цоля и переменного поля небольшой амплитуды. [c.152]

Магнитные П. Потери на гистерезис и токи Фуко в магнитной системе машин возникают при всяком перемагничивании иличастичном изменении магнитного потока. Различают три вида перемагничивания статическое, переменное и вращательное. Если перемагничивание железа, например якоря,, производить медленно, а именно постепенна увеличивать напряжение намагничивающего поля до некоторого максимума, а затем так же постепенно уменьшать до нуля, изменить далее направление его и проделать вновь тот же процесс, то можно на основании измерения магнитной индукции и напряженности поля построить гистерезис-ную петлю, по площади к-рой и вычисляется энергия, потребная на один цикл такого перемагничивания. Этот род перемагничивания носит название статическо го,, и он имеет место гл. обр. при магнитных исследованиях различных сортов динамной стали, идущей на изготовление машин. К этому виду перемагничивания м. б. отнесен (хотя это и не вполне правильно) например процесс перемагничивания в зубцах роторов асинхронных машин, вращающихся с весьма малыми скольжениями. Переменное перемагничивание является наиболее распространенным видом перемагничивания ь электрич. машинах, оно имеет место всюду, где магнитные поля создаются переменными токами, напр, в сердечниках трансформаторов, зубцах якорей и т. п. В р а щ а т е л ь-н о е перемагничивание в чистом виде не встречается в электрич. машинах, оно проявляется одновременно с переменным пере-магничиванием и бывает гл. обр. в сердечниках якорей электрич. машин. При этом вращательное перемагничивание сказывается в большей степени в тех частях тела якоря,, к-рые лежат ближе к воздушному зазору. [c.241]

Б. Ферромагнитные М. и их сплавы. Среди М. с особыми физич. свойствами широкое применение имеют ферромагнетики (Fe, Ni, Со)) и их сплавы. На фиг. G приведена известная диаграмма, характеризующая влияние магнитного поля на намагниченность ферромагнетика. Кроме петли гистерезиса ab db a (на участке ап имеет место насыщение) и девственной кривой намагниченности olma дана также идеальная кривая намагниченности, к-рая характеризует намагничивание ферромагнитного тела при одновременном наложении на него переменного затухающего поля. Отношение 1 Н по девственной кривой является восприимчивостью, интересующей технику. Особенно существенны ее начальное и максимальное значения (tgeo H tg toe ). Величина об называется остаточной намагниченностью поле ос — задерживающей напряженностью (коэрцитивной силой). Намагничение ферромагнитного монокристалла, так же как и большинство физич. свойств, зависит от кристаллография, направления, в к-ром приложено поле. На [c.402]

Сплавы для элементов памяти систем управления, автоматизации и связи используют в качестве так называемых полупостоянных или переменных магнитов, подвергаемых в процессе эксплуатации большому числу циклов перемагничивания (10 -10 °). Магнитное состояние таких материалов изменяется под воздействием кратковременных изменений тока в управляющих катушках и описывается параметрами полной рабочей петли гистерезиса, соответствующей принятой стандартной максимальной напряженности намагничивающего поля равной 8 или 16 кА/м. Основными магнитными характеристиками таких сплавов при указанном являются заданное в интервале от 1,5 до 5 кА/м значение коэрцитивной силы, высокие значения остаточной индукции и коэффициента прямоугольности, с которым связано малое время перемагничивания порядка микросекунд. Специфика требований, предъявляемых к материалам этого назначения, обусловила выделение их в особую фуппу полутвердых магнитных сплавов. Магнитные свойства всех магнитно-полутвердых сплавов формируются в процессе холодной деформации с высокой степенью обжатия более 80 % и последующего отпуска в интервале 500—700 °С. Сплавы поставляют в холоднодеформированном состоянии. Операции, необходимые для изготовления деталей, проводятся до отпуска, так как после него сплавы теряют пластичность и их твердость увеличивается. Сплавы для элементов памяти можно разделить на две подфуппы а) сплавы на основе систем Ре—Со—Сг и Ре—N1 (для элементов с внешней памятью) б) сплавы на основе системы Ре—Со—N1 (для элементов с внутренней памятью). [c.550]

Магнитонасыщенные генераторы. Для создания импульсов в подобных ГИ используют нелинейность кривой намагничивания маг-нитомягкнх материалов (рис. 28, а), в частности, прямоугольность петли гистерезиса. Когда в обмотке W (см. рис. 28, б) имеется ток /, меняющийся по величине и направлению, то согласно закону полного тока напряженность магнитного поля fi( ) в магнитопро-воде пропорциональна i. Если принять, что кривая намагничивания имеет вид, соответствующий рис. 28, в, то легко рассчитать напряжение на нагрузке R, которой в частном случае может быть и МЭП. Электрическая цепь, изображенная на рис. 28, б. подключена к источнику переменного синусоидального напряжения w = i7, sino)/, где (о = 2я/ — угловая частота напряжения. [c.53]

Полученные экспериментальные результаты показали, что имеется существенное различие в проявлении прямого и анизотропного магнитоупругого эффекта. Примером могут служить представленные на рис. 1 петли магнитного гистерезиса Bii—Н и —Я при приложении к никелевой трубке напряжений закручивания, где В и соответственно продольная и перпендикулярная составляющие индукции. Петли получены осциллографированием в продольном переменном поле частотой 50 гц при величине касательных напряжений т = 4,5 кгс1км . [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...