ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 226
Скачиваний: 1
то, удаляя из этих уравнений м/, после простых преобразований по лучим уравнение эллипса
B2mH2t |
|
2HmBmHtBt |
cos ф + / / 2 т В 2 , — / / 2 m B 2 |
m sin2 |
ф=0 |
|
|
начале координат. Наклон его осей симметрии к оси ОН |
|||||
с центром в— |
уравнением |
|
|
|
|
|
определяется |
|
|
|
|
|
|
|
|
ctg 2и = (№т-В*т)/(2НтВт |
cos |
|
|
|
Тензорная проницаемость |
выступает |
при |
анализе |
|||
электромагнитных процессов в анизотропных средах. Более подробно она будет обсуждена в гл. 2 [уравнение
(2-18а)]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
М а г н и т н а я а н и з о т р о п и я . |
|
Монокристалл |
фер |
||||||||||||||
ромагнетика, |
будучи |
телом с |
однородным правильным |
||||||||||||||
кристаллическим |
|
строе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
нием, обладает неодина- Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ковыми магнитными свой- 2,0 |
|
|
|
IfOil—••—7рмко М-7х |
|
||||||||||||
ствами |
вдоль |
различных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кристаллографиче с к и х /,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
осей. Главные кристалло |
/д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
графические оси в элемен- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
тарной |
кубической |
решет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ке кристалла |
железа |
обо |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
значают с помощью |
осей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
типа [001, |
ПО, |
111]. |
На |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
рис. |
1-20 |
показаны |
эти |
|
|
|
|
|
1500 |
|
гооо |
А/м |
|||||
оси, |
а |
также |
кривые |
на |
Рис. 1-20. Кривые намагничива |
||||||||||||
магничивания |
|
монокри |
|||||||||||||||
|
ния |
|
железокремнистого |
сплава |
по |
||||||||||||
сталла |
кремнистого |
желе |
осям |
наилучшего |
(001) |
и наихуд |
|||||||||||
за |
(пунктирные |
линии) и |
шего |
(111) |
намагничивания. |
|
|
||||||||||
анизотропной |
|
листовой |
П у н к т и р н ая |
л и н и я — д л я |
|
монокристал |
|||||||||||
|
ла |
ж е л е з а |
с с о д е р ж а н и е м |
3% |
Si. |
||||||||||||
стали |
(сплошные |
линии). |
Сплошные |
линии: |
верхняя — для |
ани |
|||||||||||
Монокристалл |
железа |
об |
зотропной |
|
стали |
М-7Х |
А Р М К О |
||||||||||
(0,356 |
мм) |
|
Д Р р е 1 0 = 0 , 5 1 |
Вт/кг, |
вдоль |
||||||||||||
ладает |
самой |
высокой |
направления |
прокатки; |
н и ж н я я |
кри |
|||||||||||
проницаемостью |
и |
|
наи |
вая — для |
анизотропной |
стали, |
перпен |
||||||||||
|
д и к у л я р н о |
направлению |
прокатки. |
|
|||||||||||||
меньшими |
гистерезисны- |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ми |
потерями |
при |
намаг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ничивании |
в |
направлении, |
параллельном |
ребрам |
куба |
||||||||||||
[001], наименьшей проницаемостью и небольшими поте
рями в направлении самой длинной |
диагонали |
[111] и |
средними значениями в направлении |
меньшей |
диагона |
ли [ПО]. |
|
|
Анизотропные свойства стали используются при про изводстве электротехнической стали с низкими потерями мощности и высокой индукцией. Широко применявшаяся
63
раньше горячекатаная сталь имеет поликристаллическую структуру со случайной ориентацией кристаллов. Ввиду этого магнитные свойства горячекатаной стали в раз личных направлениях практически одинаковы. К выс шим сортам стали относится холоднокатаная сталь, ко торую разделяют на две группы:
1) изотропную сталь с приблизительно такими же магнитными свойствами, как и у горячекатаной стали, или с небольшой анизотропией; холодная прокатка осу ществляется здесь исключительно с целью получения
|
|
а) |
6) |
Рис. |
1-21. |
Текстура кристаллов |
в анизотропной холодноката |
ной |
стали. |
|
|
а — п о л у ч а е м а я в н а с т о я щ е е время |
текстура Госса; б — н а и л у ч ш а я тек |
||
стура . |
|
|
|
большей гладкости и равномерности поверхности листов
стали и для получения большего |
коэффициента запол |
||
нения магнитопровода; |
|
|
|
2) анизотропную сталь, называемую также тексту- |
|||
рированной или |
холоднокатаной, |
у которой |
большинст |
во кристаллов |
ориентировано в |
наиболее |
благоприят |
ном направлении, совпадающем с направлением про катки. Характерными чертами процесса производства текстурированной стали являются применение железокремнистого сплава с содержанием от 3 до 3,25% Si, холодная прокатка с междуоперационным отжигом для получения рекристаллизации и конечная тепловая обра ботка при высокой температуре (1 100 °С) в атмосфере
64
водорода, вызывающая уменьшение содержания угле рода в стали до величины порядка 0,005% [Л. 1-2].
Современные промышленные методы производства текстурированной стали не используют еще всех ее воз можностей. Получаемая в настоящее время текстура (расположение кристаллов) дает только одно наиболее благоприятное направление намагничивания [001] (рис. 1-21,а).
Наиболее благоприятная текстура (рис. 1-21,6) пока еще недостижима в промышленных масштабах. Такая
Вт/кг |
3,5 |
Z,S |
itS |
OS О SQO 1600 |
2W!фриН°735А/м) |
||||
Рис. 1-22. Зависимости магнитной проницаемости |
и потерь в ани |
||||||||
зотропной |
кремнистой стали от направления |
измерений. |
|
||||||
З н а ч е н ия ц для |
Я = 7 9 5 |
А/м |
приведены в увеличенном м а с ш т а б е с правой |
||||||
стороны внизу. |
Пунктирная |
линия — для |
горячекатаной |
стали. |
Удельные |
||||
потери Др относятся к стали толщиной 0,35 мм при 1,5 Т и 60 Гц [Л. 1-2]. |
|||||||||
текстура, |
получаемая |
уже в |
лабораторных |
условиях |
|||||
[Л. 1-30], |
позволила |
бы |
полностью |
удалить |
направ |
||||
ление [111], |
обладающее |
самыми плохими магнитными |
|||||||
свойствами, |
и получить |
два |
наиболее |
благоприятных |
|||||
направления |
[001], [100] вдоль |
и поперек прокатки. Про |
|||||||
мышленное |
производство |
такой стали |
открыло бы ши |
||||||
рокие возможности ее применения в производстве элек трических машин. На рис. 1-22 показаны типичные графики проницаемости и удельных потерь анизотроп ной стали с текстурой типа а (рис. 1-21,а). Отношение
проницаемости в |
направлении прокатки |
к проницаемо |
сти в перпендикулярном направлении |
составляет при |
|
Я = 795 А/м (т. е. |
10 эрстед) всего 1,2, но уже при индук- |
|
5-346 |
65 |
циях В = 1,5-5-1,6 Т это соотношение составляет обычно 15—20 [Л. 1-2]. Аналогичное соотношение удельных по
терь листовой |
стали при индукции |
1,5 Т составляет око |
ло 0,5. |
|
|
Ф е р р и т ы |
[Л. 1-14]. Особое |
значение в последнее |
время получили ферромагнитные керамические материа лы, называемые ферритами. Они являются гиромагнит ными средами, которые в противоположность обычным ферромагнетикам обладают очень низкой проводимо стью и могут рассматриваться как диэлектрики (рис. 1-24). В результате таких свойств в ферритах вы ступают явления, которые в других материалах маски руются экранирующим действием вихревых токов. Явле ния эти связаны с так называемым ферромагнитным ре зонансом. Если на электрон, вращающийся по своей орбите и, таким образом, обладающий собственным маг нитным моментом, действует магнитное поле, то орбита наподобие волчка будет прецессировать вокруг направ ления поля. Если теперь перпендикулярно постоянному полю будет действовать переменное магнитное поле с частотой, близкой частоте прецессии, наступит резо
нанс |
[Л. 1-2]. Это явление |
обусловливает |
тензорную |
|||
связь |
между векторами В и Н. |
|
|
|
|
|
Р а з м а г н и ч и в а ю щ е е |
п о л е . Если |
стальной об |
||||
разец |
в виде стержня поместить во внешнее |
магнитное |
||||
поле |
Я в „, то на его концах возникнут |
магнитные |
полю |
|||
сы, которые в свою очередь |
создадут |
в |
образце |
свое |
||
собственное магнитное поле. Поле этих полюсов обычно направлено противоположно внешнему полю и поэтому
носит название |
размагничивающего |
поля |
(рис. 1-23). |
||||||
Напряженность |
истинного |
(внутреннего) магнитного по |
|||||||
ля в каком-либо сечении |
образца |
представляет |
|
собой |
|||||
сумму внешнего |
Я в „ |
и |
размагничивающего |
( |
— |
Яразм) |
|||
полей: |
|
Я = |
Я В ц |
Иразм- |
|
|
|
||
В первом приближении размагничивающее поле про |
|||||||||
порционально намагниченности образца |
|
|
|
|
|||||
|
Hvaa« |
= NJ = N(B/lu>-H). |
|
|
(1-33) |
||||
Коэффициент пропорциональности /V называется раз магничивающим фактором. Он в первую очередь зави сит от формы образца. Размагничивающий фактор мож но точно рассчитать для эллипсоида вращения, располо-
66
женного в равномерном поле. Внутри такого эллипсоида поле всегда равномерное, а размагничивающий фактор выражается формулой [Л. 1-8]
N = Vn2— l In (я + Vn* — l) — 1
V\ — и2 arccos n 1 - я 2
где n — отношение длины оси вращения эллипсоида, на правленной вдоль линий внешнего поля, к длине оси, перпендикулярной к пей.
н'разы
Нвн
Рис. 1-23. Размагничивающее действие концов стального образца и воздушного зазора [Л. 1-2].
/ — истинная |
кривая |
/ ; = В/ц0 —H=f(H); |
2 — с н и ж е н н а я кривая |
Jt = |
= B/[io—H=f(H |
) ; Н |
— внешнее и / /разм • размагничивающее |
поле. |
|
Первой формой выражения для N удобнее пользо |
||||
ваться при п > 1 , второй — при |
п < 1 . Изменяя соотноше |
|||
ние осей, можно |
найти приближенные значения |
N для |
||
тел, форма которых отличается от эллипсоида. Напри
мер, для |
бесконечной |
плиты, |
расположенной |
поперек |
||
внешнего |
поля (п = 0), получим |
наибольшее |
возможное |
|||
значение |
N = 1. Для цилиндра, |
расположенного поперек |
||||
поля, N = 0,5 |
[Л. 1-2], |
в случае |
шара ( r a = l ) |
JV = 0,33 И, |
||
наконец, для |
бесконечно длинного стержня, |
расположен- |
||||
5* |
67 |
