Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 223

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как следует из этих Данных и из табл. 1-7, прибав­ ка кремния вызывает значительное уменьшение потерь мощности на гистерезис.

Эти потери зависят и от других факторов (состав сплава, примеси, технология изготовления и пластиче­ ская обработка, механические напряжения, термическая обработка — отжиг и температура).

Магнитно-мягкий материал с малыми гистерезисными потерями должен быть очень чистым, с однородной структурой, без внутренних напряжений и с малой ани­ зотропией, чтобы перемещение стен Блоха и повороты векторов намагничивания происходили возможно без

сопротивления. В то же время

магнитно-твердый

матери­

ал

(с большой коэрцитивной

силой)

должен

обладать

предельно большими сопротивлениями

при перемещении

стен

Блоха и при вращении

векторов

намагниченности.

Этому способствуют большие механические напряжения внутри кристаллографической решетки, большая анизо­ тропия, присутствие других фаз, а также зернистое или порошковое строение материала. Мелкие кристаллики порошка могут вообще не иметь стен Блоха, и, следо­ вательно, намагничивание большинства из них может происходить исключительно путем вращения вектора на­ магничивания под действием сильных полей; отсюда и вытекают большие коэрцитивные силы порошковых фер­ ромагнитных материалов.

В и д ы к р и в ы х н а м а г н и ч и в а н и я . Кривая на­ магничивания, называемая начальной, основной, нор­

мальной или первичной (кривая

1, рис. 1-13),

характе­

ризует процесс намагничивания

образца

после

полного

его размагничивания. Размагничивание

осуществляется

путем периодического перемагничивания материала при постепенном уменьшении амплитуды напряженности магнитного поля. Начальная кривая проходит вблизи восходящей (правой) ветви петли гистерезиса. Ее орди­ наты с довольно большой точностью равны среднеариф­ метическому значению ординат верхней и нижней ветви максимальной петли гистерезиса (кривая 2, рис. 1-13). Начальная кривая намагничивания также практически совпадает с кривой, проходящей по верхним точкам семьи петель гистерезиса.

Идеальную кривую намагничивания 3 (рис. 1-13) можно получить при одновременном намагничивании образца постоянным и переменным полем с уменьшаю-

50


 

 

 

 

Т а б л и ц а 1-7

Гистерезисные потери

мощности Ph при 50 Гц, коэффициент ч\ в формуле

Штейнметца

(1-22),

удельная

проводимость Y при температуре 20 °С и плотность р различных

сортов стали согласно [Л. 1-2,

1-6, 5-3,

7-13 и др.]

 

 

 

 

 

Материал

Процентный химический состав и вид обработки

Ph,

Вт/кг

Т, См/м

р, г/см*

Железо

 

99,9

Fe,

холоднокатаное

 

 

Железо

 

99,9

Fe после

отжига

при 900 °С

в ат­

Железо

 

99,9

Fe после отжига при 1 200 °С

 

 

мосфере

водорода

 

 

 

 

Железокремнистый

4 Si, 96 Fe после

отжига

при 800 °С и

сплав

 

горячей

прокатки

 

 

при 1 200 °С

То же

 

3 Si, 97

Fe

после отжига

 

 

и холодной

прокатки

 

 

 

Молибденовый

пер­

4 Мо, 79

№,

17 Fe

после отжига

при

маллой

 

1 350 °С в атмосфере водорода

 

ТКелезокремнистые

Трансформаторная

сталь

( ^ 5' с;

 

сплавы

 

горячекатаная

 

|

^'g.

 

Серый чугун

\

0,5

С, (1,25—3,8) Si

 

 

 

Стальное литье

0,3

С, 0,3 Si, 0,5 Мп

 

 

1 ,о

6,35

127

10

7,88

1,0

1,9

38

10

7,88

1,4

0,12

1,4

10

7,88

1,0

0,86

17,2

 

7,60

1,0

0,2

3,9

 

 

0,5

0,005

8,58

1,0

1,9

 

3,6—4,2

7,68

1,0

1,68

 

2,2—2,9

7,65

1,0

1,06

1,6—1,7

7,60

 

3,3

7,2

 

 

6,7

7,8

п


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжеше

табл. 1-7

Материал

Процентный

химический состав

и вид обработки

 

Ph, Вт/кг

т)Х 10"»

f, См/м

р, г / с м 3

Конструкционная

0,08

С,

0,46 Мп,

следы

Si,

0,02

Р,

1,0

4,46

5,6

7,75

сталь

0,021

S,

трубы 110/111 мм, ( х г щ а

е =

 

 

 

 

 

 

=

2 420

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

0,35

С,

0,53 Мп,

0,19

Si,

0,018 Р,

1,0

10,25

—•

4,6

7,76

 

0,025

S,

трубы

95/99

мм,

ц г м а к с

=

 

 

 

 

 

 

=

660

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

0,06

С,

0,36 Мп, следы

Si, 0,033 Р,

1,0

3,31

6,7

7,81

 

0,050

S,

трубы 76,5/5,82 мм, (j.r м а

к с =

 

 

 

 

 

 

=

2 000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

0,06 С,

0,40 Мп,

следы

Si,

0,008 Р,

1,0

4,62

7,3

7,50

 

0,025

S,

трубы

73/76

мм,

гм а к с

=

 

 

 

 

 

 

=

1 330

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

0,05

С,

0,40 Мп,

следы

Si,

0,079 Р,

1,0

4,48

7,6

7,74

 

0,036

S,

трубы

44/48 мм,

ц г м а к с

=

 

 

 

 

 

 

=

1 480

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

То же

0,27

С,

0,60 Мп,

0,25

Si,

0,44

Р,

1,0

9,92

4,0

7,80

 

0,024 S,

трубы 107/114 MM,

м а к с =

 

 

 

 

 

 

=

570

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


щейся амплитудой. Измерение происходит таким путем, что для кажого значения постоянного поля амплитуду переменного поля постепенно уменьшают от значения, соответствующего насыщению, до нуля. Полученная та­ ким образом идеальная или безгистерезисная кривая на­ магничивания характеризуется отсутствием точки пере­ гиба. Идеальная кривая намагничивания является очень близкой к кривой, проходящей через средние точки го­ ризонтальных хорд петли гистерезиса, соответствующей

насыщению

(рис. 1-15).

 

точками ВГ

Отрезок

петли

гистерезиса,

ограниченный

и # с (рис. 1-13),

называется

кривой размагничивания.

Кривая эта имеет важное значение с точки

зрения про­

ектирования электрических машин и устройств с по­ стоянными магнитами. Качество магнитного материала, применяемого для постоянных магнитов, характеризует­

ся

максимальным

 

значением

магнитной

энергии

( 5 # ) м а к с

в пределах

кривой размагничивания

и коэф­

фициентом

формы

кривой

размагничивания

 

 

 

 

Y m =

(ВН)МАКС/

{В,НС)

,

 

который для

современных

сплавов

 

изменяется

от 0,3

(альнико)

до

0,75

(магнико). Чем

выше коэффициент

ум,

тем лучше

материал. Чем больше

кривая размагни­

чивания приближается к прямоугольной форме, тем

больше максимальная

энергия постоянного магнита.

Для

прямоугольной

формы у м = 1 .

 

Т о ч к а К ю р и

(Curie). Представленный

выше про­

цесс

намагничивания

ферромагнитных тел

изменяется

по мере перехода к более высоким температурам, при­ чем при этом постепенно уменьшаются значения ja, Ji,nac> В,- и Я с . Первоначальноизменения эти проходят очень медленно (рис. 1-16), и только при некоторой тем­ пературе ТС, называемой температурой или точкой Кю­ ри, тело теряет способность сохранять области самопро­ извольного намагничивания (домены) и становится парамагнетиком с относительной проницаемостью г,

приближающейся

к единице. Явление это вполне

обра­

тимо. Температура

Кюри

составляет для железа

770 °С

и для кремниевой

стали (4% Si) 690°С.

 

Железо в зависимости

от температуры выступает

в трех

аллотропных модификациях.

Пространственная

решетка

чистого

железа при

нормальной температуре

(a = Fe,

феррит)

соответствует

типу

объёмно-центриро-

53