Втрати в муздрамтеатрі
Втрати в муздрамтеатрі істотно залежать від частоти впливає на нього магнітного поля. Тому втрати в магнітопроводі поділяють на:
Статичні втрати - це втрати на перемагнічування магнітопроводу. Магнітний потік, проходячи по сердечнику розгортає все домени то у напрямку магнітного поля, то в протилежному напрямку, при цьому поле здійснює роботу: розсується кристалічна решітка, виділяється тепло і магнітний сердечник розігрівається. Статичні втрати пропорційні площі петлі (Sпетлі), частоті (fсеті) і вазі (G) сердечника:
Це, так звані, втрати на гістерезис. Чим вже петля, тим менше втрати. При зменшенні товщини стрічки зростає Н с, збільшується площа петлі і втрати на гістерезис зростають. При збільшенні частоти поля зменшується μа і також зростають втрати.
Динамічні втрати - це втрати на вихрові струми. Петля гістерезису, знята на постійному струмі (f c = 0) називається статичної петлею. Зі збільшенням частоти f c на цей графік починають впливати вихрові струми.
Феромагнетик (сталь) - хороший електропровідниками, тому магнітний потік, проходячи по сердечнику наводить в ньому струми, які охоплюють кожну магнітну силову лінію. Ці струми створюють свої магнітні потоки, спрямовані назустріч основному магнітному потоку. Результат складання наведених струмів в товщі муздрамтеатру такий, що сумарний струм як би витісняється до країв масивного муздрамтеатру, як це показано на малюнку 1.
Малюнок 1. Вихрові струми в феромагнетику
Між силовими лініями струми компенсуються і, в результаті, струм протікає тільки по периметру. Сталь має мале омічний опір, тому струм досягає значень сотень і тисяч ампер, викликаючи розігрів муздрамтеатру. Для зменшення вихрових струмів необхідно збільшити омічний опір, що досягається набором сердечника з ізольованих пластин. Чим тонше пластина (стрічка), тим вище її опір і менше вихрові струми. Залежно від робочої частоти товщина (δ) пластин (стрічки) різна. У таблиці 1 наведена залежність товщини пластин від частоти мережі
Таблиця 1. Товщина пластин в залежності від частоти мережі
Товщина пластин δ (мм)
Втрати на вихрові струми пропорційні квадрату частоти, квадрату товщини і ваги сердечника Pв ≡ f 2 × δ 2 × G. Тому на високих частотах використовуються дуже тонкі матеріали. Найменшими втратами мають ферити - порошок феромагнетика спікається при високій температурі. Кожна крупинка ізольована оксидом, тому вихрові струми дуже малі. Останній рядок таблиці 1 відповідає саме такому варіанту виготовлення магнітного сердечника.
Загальні втрати в магнітопроводі (РМАГ) дорівнюють сумі статичних і динамічних втрат:
У довідниках на магнітні матеріали втрати Рг і Рв не поділяють, а призводять сумарні втрати на 1 кг матеріалу - Руд [Bт / кг]. Підсумкові втрати знаходять простим множенням питомих втрат на вагу сердечника
Оскільки втрати є багатопараметричної величиною, то в довідниках наводяться таблиці або графічні залежності питомих втрат від того чи іншого параметра. Наприклад, на малюнку 2 показані залежності втрат від індукції для сталі товщиною δ = 0,35 мм на частоті f = 50 Гц для різного типу прокату.
Малюнок 2. Залежність втрат в електротехнічної сталі від індукції
Для інших частот такі залежності, які мають бути. Якщо режим експлуатації муздрамтеатру не відповідає режиму вимірювання втрат, то втрати можна перерахувати на необхідний режим за емпіричною, але цілком придатною формулою:
У таблиці 2 наведено приблизні питомі втрати деяких феромагнітних матеріалів, що застосовуються в магнитопроводах трансформаторів і котушок індуктивності.
Таблиця 2. Питомі втрати деяких феромагнітних матеріалів