寻找合适的材料和过程金属项目吗?你可以学到很多关于铁磁材料的性质通过研究其磁滞回线。你也可以学习如何减少损失直流机(甚至ACs !)。
磁滞回线显示诱导磁通密度之间的关系(B)和磁化力(H)。这是臭名昭著的BH曲线是从哪里来的。我们会更详细地解释字母汤。
如果你完全熟悉电磁材料,忘记这篇文章。但是如果你好奇如何磁滞回路适用于粉末金属和您的项目,请继续阅读。
在直流电机磁滞损耗:磁畴理论
之前讨论的一个典型的BH曲线,值得简要地报道磁畴理论。它会快,承诺!
磁域所有金属的晶粒结构相似,只是规模较小。认为mini-magnets内材料。
在non-magnetized面向域是随机的铁磁材料,有效地取消任何净磁矩。
完全饱和磁材料将所有领域一致在一个方向上(假设这个页面的顶部)。完全退磁的材料有不同的域随机取向两个维度的页面,取消对方。显然,磁性是一个3 d的现象,但是同样的类比可以仍然适用。
这与BH磁化曲线如何?
BH曲线(磁滞回线基本上是另一种说法)是必要的应用领域(轴)需要实现一定程度的磁感应(轴)。域的理论,微观领域在应用领域的方向调整,从而克服他们的一些随机取向。
当足够的应用领域,面向所有域都将在一个方向上金属将达到磁饱和。在应用领域的进一步增加会不会改变域的方向。
所以磁性不是任何大规模改变的物质而是音乐椅微观磁域。
在直流电机表磁滞损耗
下面的图表是代表大多数铁磁材料(完全退磁或磁性退火前测试)。
这显示了当前诱导磁通的样品材料。与诱导磁通的电流,增加也增加了。正常水平的应用领域,当字段是减少到零,有一些残余磁性剩余的样本。它需要一定程度的电流相反的方向有效消磁材料。
这种缺乏可逆性称为磁滞;它实际上意味着一些能量损失在magnetize-demagnetize周期。这就是为什么初始磁化曲线时不可追溯应用电流降低到零。滞后是常数,常数损失直流机是一个低效率的公式。
磁滞损耗所依赖的因素是什么?让我们首先打破这个图表显示的每个元素BH磁性材料的曲线:
●µ马克斯——初始磁化曲线的斜率称为“µ”,或材料的磁导率。通常材料的特点是最大磁导率,µ马克斯。这是简单的磁化曲线的瞬时最大斜率。
●Br给定条件下,残余磁性应用领域时关机。相对于我们前面谈到的领域,这代表了多少领域保持调整结果的应用领域。
●Hmax——磁力在奥斯特(测量)。这个措施最大磁场强度应用在金属。
●Bmax——磁通密度(以千高斯)。这是定义为磁通的数量在一个地区采取垂直通量的方向。
●感应水平——材料的水平是由外磁场磁化。以高斯、千高斯或特斯拉。
●Hc——这是材料的矫顽力。如果你有一个材料,想要逆转从加到零,这是你必须的能量在扭转它。数量越低,能量消耗越少。
●应用领域——多少电流(即能源)你必须投入一定的电压吗?以奥斯特。
●签证条——一个完美的物质将无限,无限这个图表,没有扩大。身体是不可能的,所以这条是衡量材料有多好。
注意BH曲线有一个镜面外观上下轴。这意味着电流的方向不改变磁行为。
H(奥斯特)=(电流安培x 1.777 x数量的二次转)/磁路径长度
虽然上面的曲线是直流磁测试;它还可以用来评估交流应用,如感应电动机的磁滞损耗材料。在许多情况下,交流曲线将开始扭曲相对于直流BH曲线。这种扭曲的结果产生的涡流测试材料。
在磁滞回线
磁滞回线表明,磁化材料含有大颗粒更容易。
更具体地说,更重要的是,对于一个材料软磁性,其磁滞回线应尽可能瘦和高。你的材料,这就意味着:
- 低矫顽力
- 高磁导率
- 高饱和感应值
自硬磁性材料很难消磁,其外部磁场会持续下去(至少直到外部源消磁)。出于这个原因,他们应用在有永久磁化是必须的:
- 存储设备
- 演讲者
- 传感器
- 磁记录
软磁铁,他们容易磁化和消磁的能力使他们理想的候选人对AC和DC应用程序。上面是一个“黑洞”曲线磁性性能评价方法材料在直流和交流条件。是有用的,因为它很快显示了磁性材料的性能,可以方便地用来比较。
软磁性材料广泛使用视为核心变压器和电感器增强和/或通道产生磁通。磁芯中的能量耗散在其磁化和退磁周期核心的损失。这些损失不是一个大问题对硬磁铁,但它们对软磁性应用程序的效率至关重要- - -可以通过适当的政治家们materialselection吗。想象有急性控制定子铁芯损耗!
数据显示M47和M19是基于一个纹理。然而,大多数电动机绕组匝不是由单一的表。阅读更多了解只用一张薄片与层压组件。
磁滞损耗
核心损失通常分为三种类型:
- 磁滞损耗
- 涡流损失
- 线的损失
磁滞损耗来自域壁的运动在退磁来回循环。存在的杂质、缺陷和其他特性在一个金属块可以增加这些损失。他们表现出一个线性与应用领域的频率之间的关系。
涡流损失交流期间损失产生铁磁材料的应用。把它们作为材料的电阻变化的磁场。具体来说,涡流反对交流电和产生热量铁磁材料。这些损失可以成为重要的工作频率。
线的损失顾名思义,加热产生的低效的铜线。在此加热能量消耗。一种思考这损失是一个家喻户晓的延长线变热的时候在很长一段时间。与延长线,铜损失交流设备设计就考虑到的。
软磁运动物质利益
现在,如何最小化或减少磁滞损耗?粉末冶金吸引了工程师和购买者的利益寻求开发新的和先进的电磁产品交流和直流的应用程序。直流应用程序最好的烧结软磁材料。交流应用程序最好意识到利用软磁复合材料。
无论哪种方式,粉末冶金进入自己的因为它的生产成本低,最小的材料浪费,易于回收。扩大对铁基复合材料的电气设备,如汽车,部分是由于各种各样的令人印象深刻的特性。
smc在叠层钢板的几个优点,例如:
- 容易有所创新(包括交流和直流应用程序)
- 优秀的解决方案如何减少涡流损耗(AC / SMC应用程序)
- 高导磁率(DC /烧结磁性应用程序)
- 高电阻率(AC / SMC应用程序)
BH磁化曲线:粉末金属与电工钢
看差异BH曲线的电工钢薄片和软磁复合材料(smc):
在上面的图表中,薄板钢实际上是一个烧结纯铁材料压实密度为7.2 g / cm³。外卖是磁性复合材料渗透率较低,需要更多的电流达到相同的感应水平;一个明确的smc的缺点。
这就是为什么你听到批评,smc具有更高的磁滞损耗相对钢薄片。磁滞损耗被认为产生热量的一次方的频率。
但磁滞损耗只有一个组件的总损失在交流设备。第二,更有效,损失是所谓的涡流损耗。这些结果的应用交流电诱导循环电流在铁磁材料。
涡流损失被认为产生热量正比于操作的频率提高到第二个权力。这意味着涡流损失往往更占主导地位在更高的频率。
(请注意:一个磁质量而不是上面提到的?饱和感应或max通量可以存储材料。这是一个密度的函数。处理不会改变这一特点。)
比较BH磁化曲线的频率
最近实验工作的角度来研究磁滞曲线的SMC材料以不同的频率。我们的目标吗?看到黑洞曲线形状变化频率的改变。下面的图表显示了BH曲线比较在不同的频率:
我们认为这个图表显示的是软磁粉材料,黑洞的形状和相对位置为每个频率仍几乎完全彼此。这意味着smc的主要损失频率测试的几乎都是磁滞损耗。
是的,它是不可能完全消除所有的涡流损失,但这是一个小的贡献在smc他们想要的设计
极限。这就是为什么SMC优于复合钢在高频应用中。
现在,让我们考虑如何提高各种磁性黑洞所代表的曲线,因此提高产品的性能:
组件渗透率
你可以提高组件渗透率
- 增加密度
- 合金铁磷和硅
- 最小化任何碳或氮皮卡在烧结
- 提高铁的纯度
- 最小化的任何后续处理部分(分级、加工等)。
这些品质的一些适用于软磁复合材料和烧结软磁学。如果确实需要二次加工部分,一部分可以退火避免相关的负面影响。
最大的感应材料
你可以提高最大感应:
- 增加部分密度
- 改善铁材料的纯度
- 最小化任何后续处理
残余磁性
残余磁性(人力资源)可以改善由同一因素,提高渗透率。也叫做剩磁,它可以用来提供磁存储在磁性存储设备。
强制力
你可以降低矫顽力:
- 合金磷和硅
- 最小化任何碳或氮皮卡在烧结
- 最小化任何后续处理
想去更深入的软磁性材料?
软磁复合材料的性质以及他们是否适合你的设计需要高度反映在磁滞回线。
如果你需要更多帮助你理解磁性和材料的选择如何影响产品的性能,与我们取得联系。
如果你或你的工程团队想要做更多的研究磁性材料,试一试这些附加材料磁性和粉末金属的关系,再加上我们的免费的视觉指南smc和电机效率。
- 软磁复合材料是什么?
- ASTM A314 / 341米——直流磁特性的材料测试方法
- ASTM 811——规范软磁铁部分所使用的点技术
- ASTM 712——软磁性材料的电阻率的测试方法
- MPIF标准35
- 由理查德·m·Bozorth“铁磁性”
- “软磁性粉末冶金和金属注射成型基础”,杰曼拉尔。
(编者注:这篇文章最初发表在2018年11月,最近更新。)
