Дроссели и трансформаторы

Средняя за период мощность потери:

Исходя из законов электромагнитной индукции и полного тока :

Записанный интеграл является контурным, так как зависимость B=f(H) задается петлей гистерезиса lг.

Операции дифференцирования и интегрирования по времени исключают друг друга, что позволяет упростить выражение для потерь на гистерезисе:

где V - объем перемагничиваемого материала, S - площадь, ограниченная петлей гистерезиса.

Обычно показатели массы, так как их легче определить при сложной форме сердечника:

- масса магнитопровода, r - удельная масса материала магнитопровода.

Т.е. потери на гистерезисе пропорциональны частоте, массе магнитопровода и площадь петли гистерезиса, которая в свою очередь зависит от амплитуды магнитной индукции.

Сталь и ее сплавы обладают заметной электропроводностью. Поэтому при наличии переменного магнитного потока в нем возникают вихревые токи, которые вызывают активные потери, а также создают вторичное магнитное поле, что приводит к вытеснению суммарного потока к краям сплошного магнитопровода. Это приводит к увеличению сопротивления магнитопровода, что оценивают уменьшением средней по его сечению магнитной проницаемости.

Чтобы избежать последствий влияния вихревых токов, магнитопровода выполняют наборными из тонких пластин, изолированных друг от друга или навивают из тонкой ленты, покрытой с одной стороны изолирующей пленкой.

Определим потери мощности в одном кольцевом витке витого магнитопровода.

Выделяем в толщине листа контур S , имеющий толщину dx и расположенный на расстоянии x от продольной оси. При b>>d, индукция распределена равномерно и ЭДС в контуре:

, где 2bx - примерное значение площади, охватываемой контуром S.

Сопротивление выделенного контура электрического тока пропорциональна длине 2b, обратно пропорциональна и длине витка l:

- удельное сопротивление материала листа

Потери в элементарном контуре определяются следующим выражением:

Для определения потерь во всех контурах на площади поперечного сечения листа, получим выражение для потерь в одном витке:

электропитающий дроссель трансформатор катушка

где - объем части листа, образующей один виток.

Потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты, объему листа и квадрату толщины листа. Поэтому магнитопровода высокочастотных катушек выполняют из очень тонких листов или из магнитных материалов, имеющих большое удельное сопротивление электрическому току. Наименьшие потери на вихревые токи имеют сердечники и образованные ?пеханием? порошков ферромагнитных материалов. Потери во всем магнитопроводе:

где - объем занимаемый ферромагнитным материалом в сердечнике.

В справочниках обычно приводят суммарные потери, вызванные как гистерезисом, так и вихревыми токами. Эти потери в 1/Г магнитного материала Руд в зависимости от амплитуды магнитной индукции Вm , для данной частоты и толщины листового материала изображаются графиком:

Статья в тему

Модуляционно-легированные транзисторы MODFET, биполярные транзисторы на гетеропереходах. Резонансный туннельный эффект
Высокая степень интеграции, характерная для современной кремниевой технологии, не может быть достигнута при использовании полупроводниковых соединений AIIIBV, однако эти соединения обеспечивают большее быстродействие, прежде всего, за счет высокой подвижности р носителей и меньши ...