Yra žinoma, kad kai feromagnetas yra veikiamas fiksuoto intensyvumo magnetinio lauko H, įmagnetinimo vertė J, taigi ir indukcija AT, dėl šio lauko apskaičiuotas vertes pasiekia su tam tikru vėlavimu. Toks reiškinys vadinamas magnetinis klampumas. Magnetinis klampumas yra vienas iš veiksnių, sukeliančių negrįžtamą energijos praradimą (taigi ir medžiagos įkaitimą) feromagnetiniame kūne; šie nuostoliai vadinami nuostoliais dėl magnetinio klampumo arba likutinis nuostoliai.
Magnetinių medžiagų įmagnetinimo apsisukimo procesas kintamajame magnetiniame lauke taip pat yra susijęs su dalies magnetinio lauko energijos šiluminiais nuostoliais. Energijos nuostoliai šilumos pavidalu pasižymi specifiniai magnetiniai nuostoliai P plaka Pagal atsiradimo mechanizmą jie išskiriami histerezės praradimas ir dinaminiai nuostoliai.
Histerezės praradimas yra susiję su magnetinės histerezės reiškiniu ir su negrįžtamu srities ribų poslinkiu. Šie nuostoliai yra proporcingi histerezės kilpos plotui ir kintamo lauko dažniui. Specifinis galios praradimas R g, išleista histerezei, nustatoma pagal:
R r = h f B max n, (5.38)
čia h yra koeficientas, priklausantis nuo medžiagos savybių; B max - maksimali indukcija ciklo metu; n- eksponentas ( n = 1,6 - 2,0); f- magnetinio lauko kitimo dažnis.
Dinaminiai nuostoliai yra vadinami sūkurinės srovės ir nuostoliai dėl magnetinio klampumo b.
Dinaminiai nuostoliai dėl nuostolių dėl magnetinio klampumo yra susiję su magnetinės indukcijos atsilikimu nuo magnetinio lauko stiprumo pokyčių.
Sūkurinės srovės praradimas sukelia srovės, kurios magnetinėje medžiagoje indukuojamos dėl kintančio magnetinio srauto: dėl elektromagnetinės indukcijos reiškinio atsiranda EML. Medžiagoje atsiranda žiedinės (apvalios) srovės ( Foucault srovės). Nes feromagnetai, tokie kaip plienas ar nichromas, yra laidžios medžiagos, tada didelės Foucault srovės sukelia medžiagos kaitinimą (kartais iki šimtų laipsnių Celsijaus). Sumažėjus magnetinės medžiagos elektrinei varžai, didėja nuostoliai, taigi ir medžiaga labiau įkaista.
Specifinis galios nuostolis išreiškiamas taip
P(f) = b fB maks. 2, (5,39)
kur b yra koeficientas, priklausantis nuo medžiagos tipo ir formos.
Akivaizdu, kad pagrindinis uždavinys sumažinti nuostolius dėl Foucault srovių yra padidinti medžiagos varžą, tačiau tai ne visada įmanoma, pavyzdžiui, visų plieno rūšių elektrinės varžos vertės yra panašios.
Siekiant sumažinti sūkurinių srovių poveikį ir sumažinti nuostolius dėl feromagnetų įmagnetinimo apsisukimo, magnetinė grandinė nedaroma vientisa, o surenkama ( sumaišytas) atskirti vienas nuo kito ploni plieno lakštai, kurio plokštumos yra lygiagrečiai magnetinio lauko linijoms. Tokioje konstrukcijoje, pirma, kiekvienas lapas yra izoliuotas vienas nuo kito, t.y. varža tarp jų yra pakankamai didelė, o Foucault srovės gerokai sumažėja. Antra, dėl teisingo plieno lakšto orientacijos magnetinės indukcijos linijų atžvilgiu pasirinkimo kiekviename šerdies lakšte keičiasi nedidelė srauto dalis, todėl lakšto grandinėje indukuojamas EML ir joje atsiranda sūkurinės srovės. tapti mažesnis.
Galiausiai, sūkurinių srovių dydis lakšte mažėja, nes srovės keliai lakšte pailgėja, o lakšto skerspjūvis mažėja.
Sūkurinės srovės sumažinamos padidinus šerdies medžiagos specifinę elektrinę varžą, į elektrinį plieną įvedant silicio priedų. Tuo pačiu tikslu jie naudoja magnetodielektrinis ir feritasšerdys.
Į papildomas nuostoliai apima visus nuostolius, išskyrus sūkurinės srovės ir histerezės nuostolius; juos gali sukelti tokie reiškiniai kaip magnetinis klampumas, magnetinio sienelės poslinkio rezonansas, anizotropijos ir įmagnetinimo vektoriaus sukimosi sukeltas rezonansas ir kt.
Visi šie nuostoliai yra energijos išsklaidymo- negrįžtamas energijos, išsklaidytos šilumos pavidalu feromagnetinėse medžiagose, praradimas. Kintamajame magnetiniame lauke jie nustato papildomą elektros grandinės maitinimo apkrovą. Pavyzdžiui, magnetinės medžiagos (magnetinės grandinės) įvedimas į apviją (ritę, solenoidą, toroidą ir kt.) prilygsta nuolatinės srovės grandinės elektrinės varžos padidėjimui.
Galios praradimas(arba tiesiog magnetiniai nuostoliai) magnetinėje grandinėje Pi(W) apibrėžia ekvivalentinę varžą R i:
R i = Pi/aš 2, Ohm, (5,40)
kur aš- efektyvi srovės stiprumo vertė grandinėje, A.
Ant pav. 5.6 parodyta sąlyginė elektrinė (a) ir lygiavertė grandinė (b), taip pat srovių ir įtampų vektorinė diagrama (c).
Praradimo liestinė magnetinėje medžiagoje apskaičiuojamas taip:
tgd m = U R/U L = R i/w L = (R g_ + R+ R e)/w L, (5.41)
kur R G, Rį, R d - lygiavertės varžos, atsirandančios atitinkamai dėl histerezės, sūkurio ir papildomų nuostolių.
Ryžiai. 5.6. Grandinė (a), ekvivalentinė grandinė (b), grandinės su magnetu vektorinė diagrama
GOST 12119.4-98
TARPVALSTINIS STANDARTAS
Elektrinis plienas
MAGNETINIŲ IR ELEKTROS SAVYBĖS NUSTATYMO METODAI
Specifinių magnetinių nuostolių ir efektyviosios intensyvumo vertės matavimo metodas
magnetinis laukas
elektrinis plienas.
Šiame standarte vartojami terminai, - pagal GOST 12119.0.
4 Bandinių paruošimas
5 Taikomoji įranga
Solenoidas turi turėti rėmą iš nemagnetinės izoliacinės medžiagos, ant kurio pirmiausia uždedama matavimo apvija II , tada su vienu ar keliais laidais - įmagnetinimo apvija I. Kiekviena viela yra tolygiai išdėstyta vienu sluoksniu.
Santykinis maksimalus magnetinės indukcijos amplitudių skirtumas mėginio srityje solenoido viduje neturi viršyti ±5%.
6 Pasiruošimas matavimams
kur m- mėginio masė, kg;
D, d - išorinis ir vidinis žiedo skersmenys, m;
γ - medžiagos tankis, kg/m 3 .
Medžiagos tankis γ, kg / m 3 , parenkami pagal GOST 21427.2 1 priedą arba apskaičiuojami pagal formulę
kur K Si ir K AI- silicio ir aliuminio masės dalys, %.
kur yra izoliacinės dangos tankio ir bandomosios medžiagos tankio santykis,
kur γ p - izoliacijos tankis, lygus 1,610 3 kg/m 3 neorganinei dangai ir 1,1 10 3 kg/m 3 organinei dangai;
K h - užpildymo koeficientas, nustatytas kaip nurodyta GOST 21427.1.
kur l P - juostelės ilgis, m.
kur l l - lapo ilgis, m.
kur S- mėginio skerspjūvio plotas, m 2 ;
W 2 - II pavyzdžio apvijos apsisukimų skaičius;
r 2 - bendras apvijų pasipriešinimasII pavyzdys T2 ir ritės T1, Ohm;
r ai - lygiavertė įrenginių ir prietaisų, prijungtų prie apvijos, varža II pavyzdys T2, Ohm, apskaičiuota pagal formulę
kur r V1, r V2, r W , r A - voltmetrų aktyviosios varžosPV1, PV2,vatmetro įtampos grandinėPWir grandines Atsiliepimas pagal galios stiprintuvo įtampą, atitinkamai, omų.
Reikšmė formulėje () nepaisoma, jei jos reikšmė neviršija 0,002.
kur W 1 W 2 - pavyzdinių apvijų apsisukimų skaičius T2;
μ 0 - 4 π 10 - 7 - magnetinė konstanta, H/m;
S 0 - mėginio matavimo apvijos skerspjūvio plotas, m 2 ;
S- mėginio skerspjūvio plotas, nustatytas kaip nurodyta m 2 ;
l trečia - vidutinis magnetinio lauko linijos ilgis, m.
Žiediniams mėginiams – vidutinis magnetinio lauko linijos ilgisl trečia , m, apskaičiuotas pagal formulę
Atliekant standartinius juostelių mėginio bandymus, vidutinis ilgisl trečiadienis, m, imamas lygus 0,94 m Jei reikia pagerinti magnetinių dydžių nustatymo tikslumą, vertėsl trečia pasirinkti iš stalo.
arba pagal vidutinę ištaisytą EML vertęU sr.m , V, sukeltas apvijoje II ritės T1su apvija ant Iį įmagnetinimo grandinę, pagal formulę
kur M - ritės abipusė induktyvumas, H; ne daugiau 110-2 H;
f- pakartotinio įmagnetinimo dažnis, Hz.
kur m - mėginio svoris, kg;
l P - juostelės ilgis, m.
Žiedinių bandinių efektyvioji masė laikoma lygi bandinio masei. Efektyvioji lakšto pavyzdžio masė nustatoma pagal įrenginio metrologinio sertifikavimo rezultatus.
7 Matavimo procedūra
7.1 Konkrečių magnetinių nuostolių nustatymas pagrįstas aktyviosios galios, sunaudotos mėginio pakartotiniam įmagnetinimui ir sunaudotos prietaisų, matavimu.PV1, PV2, PWir stiprintuvo grįžtamojo ryšio grandinė. Bandant lakštų pavyzdį, atsižvelgiama į nuostolius jungose. Aktyviąją galią netiesiogiai lemia apvijos įtampa II pavyzdys 72.
7.1 .1 Montuojant (žr. pav) uždarykite raktus S2, S3, S4ir atidarykite raktąS1.
7.1.2 Nustatykite įtampąU trečiadienis, U arba ( U cf + Δ U), V, pagal voltmetrąPV 1; permagnetinimo dažnisf, Hz; patikrinkite ampermetru RA tas vatmetrasPWneperkrautas; uždarykite raktąS1ir atidarykite raktąS2.
7.1.3 Jei reikia, pakoreguokite voltmetro rodmenis.PV1nustatyti įtampos kontrolinę vertę ir išmatuoti efektyviosios įtampos vertęU 1 , V, voltmetras PV 2ir galia R m, W, vatmetras P.W.
7.1.4 Nustatykite įtampą, atitinkančią didesnę magnetinės indukcijos amplitudės reikšmę, ir pakartokite veiksmus, nurodytus , .
7.2 Magnetinio lauko stiprio efektyviosios vertės nustatymas pagrįstas įmagnetinimo srovės matavimu.
7.2 .1 Montuojant (žr. pav) uždarykite raktus S2, S4ir atrakinti rakteliusS1, S3.
7.2.2 Nustatykite įtampąU cp arba U, V, permagnetinimo dažnisf, Hz ir nustatomas pagal ampermetrą RAįmagnetinimo srovės vertėsaš, BET.
7.2.3 Nustatykite didesnę įtampos vertę ir pakartokite nurodytus veiksmus ir .
GOST 12119.4-98
TARPTAUTINIS STANDARTAS
Elektrinis plienas
magnetinis laukas
Oficialus leidimas
TARPVALSTYBINĖ STANDARTIZAVIMO, METROLOGIJOS IR SERTIFIKAVIMO TARYBA
Pratarmė
1 SUGRĖTA Rusijos Federacija, Tarpvalstybinis standartizacijos techninis komitetas MTK 120 "Metalo gaminiai iš juodųjų metalų ir lydinių"
PRISTATO Rusijos Gosstandart
2 PRIIMTA Tarpvalstybinės standartizacijos, metrologijos ir sertifikavimo tarybos (1998 m. gegužės 28 d. protokolas Nr. 13-98)
|
Valstybės pavadinimas |
Nacionalinės standartizacijos institucijos pavadinimas |
|
Azerbaidžano Respublika |
Az valstybinis standartas |
|
Armėnijos Respublika |
Armgos standartas |
|
Baltarusijos Respublika |
Baltarusijos valstybinis standartas |
|
Kirgizijos Respublika |
Kirgizijos standartas |
|
Rusijos Federacija |
Rusijos Gosstandartas |
|
Tadžikistano Respublika |
Tadžikistano valstybinis standartas |
|
Turkmėnistanas |
Pagrindinė Turkmėnistano valstybinė inspekcija |
|
Uzbekistano Respublika |
Uzgosstandartas |
|
Ukrainos valstybinis standartas |
3 Dekretas Valstybinis komitetas Rusijos Federacija 1998 m. gruodžio 8 d. Nr. 437 dėl standartizacijos ir metrologijos tarpvalstybinis standartas GOST 12119.4-98 įsigaliojo tiesiogiai kaip valstybinis standartas Rusijos Federacija nuo 1999 m. liepos 1 d
4 Vietoj GOST 12119-80 4 skyriaus dalyje
© IPK standartų leidykla, 1999 m
Šis standartas negali būti visiškai ar iš dalies atgaminamas, dauginamas ir platinamas kaip oficialus leidinys Rusijos Federacijos teritorijoje be Rusijos valstybinio standarto leidimo.
TARPTAUTINIS STANDARTAS
Elektrinis plienas
MAGNETINIŲ IR ELEKTROS SAVYBĖS NUSTATYMO METODAI
Specifinių magnetinių nuostolių ir efektyviosios intensyvumo vertės matavimo metodas
magnetinis laukas
elektrinis plienas.
Magnetinių ir elektrinių savybių tyrimo metodai.
Specifinių magnetinių nuostolių ir tikrosios magnetinio lauko intensyvumo vertės matavimo metodas
Pristatymo data 1999-07-01
1 naudojimo sritis
Šis tarptautinis standartas nurodo specifinių magnetinių nuostolių nuo 0,3 iki 0,3 nustatymo metodą
50,0 W / kg ir efektyvioji magnetinio lauko stiprumo vertė nuo 100 iki 2500 A / m, esant 50-400 Hz įmagnetinimo apsisukimo dažniams, naudojant vatmetro ir ampermetro metodą.
Leidžiama nustatyti magnetinių dydžių vertes esant pakartotinio įmagnetinimo dažniams iki 10 kHz žiediniuose mėginiuose ir mėginiuose iš juostelių.
2 Norminės nuorodos
GOST 8.377-80 GSI. Medžiagos yra minkštos magnetinės. Matavimų atlikimo metodai nustatant statines magnetines charakteristikas
GOST 8476-93 Tiesioginio veikimo analoginiai indikatoriniai elektriniai matavimo prietaisai ir jų pagalbinės dalys. 3 dalis. Ypatingieji reikalavimai vatmetrams ir varmetrams
GOST 8711-93 Tiesioginio veikimo analoginiai indikatoriniai elektriniai matavimo prietaisai ir jų pagalbinės dalys. 2 dalis. Ypatingieji ampermetrų ir voltmetrų reikalavimai
GOST 12119.0-98 Elektros plienas. Magnetinių ir elektrinių savybių nustatymo metodai. Bendrieji reikalavimai
GOST 13109-87 Elektros energija. Bendrosios paskirties elektros tinklų elektros energijos kokybės reikalavimai
GOST 21427.1-83 Elektrinis šalto valcavimo anizotropinis lakštinis plienas. Specifikacijos
GOST 21427.2-83 Elektrinis šaltai valcuotas izotropinis plonas lakštinis plienas. Specifikacijos
3 Bendrieji reikalavimai
Bendrieji bandymo metodų reikalavimai – pagal GOST 12119.0.
Šiame standarte vartojami terminai atitinka GOST 12119.0.
Oficialus leidimas
4 Bandinių paruošimas
4.1 Bandiniai turi būti izoliuoti.
4.2 Žiedo formos pavyzdžiai surenkami iš štampuotų žiedų, kurių storis nuo 0,1 iki 1,0 mm arba suvynioti iš juostos, kurios storis ne didesnis kaip 0,35 mm ir dedamas į izoliacinės medžiagos kasetes, kurių storis ne didesnis kaip 3 mm arba ne storesnis. -feromagnetinis metalas, kurio storis ne didesnis kaip 0,3 mm. Metalinėje kasetėje turi būti tarpas.
Mėginio išorinio skersmens ir vidinio skersmens santykis turi būti ne didesnis kaip 1,3; mėginio skerspjūvio plotas yra ne mažesnis kaip 0,1 cm 2 .
4.3. Epstein aparato pavyzdžiai gaminami iš 0,1–1,0 mm storio, 280–500 mm ilgio ir (30,0 ± 0,2) mm pločio juostelių. Mėginio juostelės viena nuo kitos neturėtų skirtis daugiau nei ± 0,2 %. Mėginio skerspjūvio plotas turi būti nuo 0,5 iki 1,5 cm 2 . Juostų skaičius imtyje turi būti keturių kartotinis, o mažiausias juostų skaičius – dvylika.
Anizotropinio plieno pavyzdžiai pjaunami išilgai valcavimo krypties. Kampas tarp juostų valcavimo ir pjovimo krypčių neturi viršyti G.
Izotropinio plieno pavyzdžiams pusė juostelių nupjaunama valcavimo kryptimi, kita - skersai. Kampas tarp valcavimo ir pjovimo krypčių neturi viršyti 5°. Juostos sugrupuotos į keturias pakuotes: dvi - iš juostelių, supjaustytų išilgai riedėjimo kryptimi, dvi - skersai. Paketai su vienodai supjaustytomis juostelėmis dedami į lygiagrečius aparato ritinius.
Leidžiama pjauti juosteles tokiu pat kampu, kaip valcavimo kryptis. Visų vienoje ritėje klojamų juostų valcavimo kryptis turi būti vienoda.
4.4 Lakštų pavyzdžiai gaminami nuo 400 iki 750 mm ilgio. Paklodės ilgis turi būti ne mažesnis kaip išorinis jungo ilgis: paklodės plotis turi būti ne mažesnis kaip 60% solenoidinio lango pločio. Ilgio nuokrypis neturi viršyti ± 0,5%, pločio - ± 2 mm.
Lakštų paviršius ir forma turi atitikti GOST 21427.1 ir GOST 21427.2.
5 Taikomoji įranga
5.1 Diegimas. Montavimo schema parodyta 1 pav.
5.1.1 Voltmetrai PV1 - vidutinei ištaisytai įtampos vertei matuoti ir vėlesniam magnetinės indukcijos amplitudės nustatymui ir PV2 - efektyviajai įtampos vertei matuoti ir vėliau jos kreivės formos koeficientui nustatyti matavimo ribą turi būti nuo 30 mV iki 100 V, maksimali įėjimo srovė ne didesnė kaip 5 mA , tikslumo klasė ne žemesnė kaip 0,5 pagal GOST 8711.
Leidžiama naudoti įtampos daliklį prie PV1 voltmetro, kad būtų gauti rodmenys, skaitiniai lygūs magnetinės indukcijos amplitudėms.
5.1.2 PW vatmetro, skirto aktyviajai galiai matuoti ir vėliau nustatyti specifinius magnetinius nuostolius, matavimo riba turi būti nuo 0,75 iki 30 W, vardinės galios koeficientas ne didesnis kaip 0,1 esant 50 Hz dažniui ir 0,2 esant didesniam dažniui; tikslumo klasė ne mažesnė kaip 0,5, kai remagnetinimo dažnis yra nuo 50 iki 400 Hz arba ne mažesnis kaip 2,5 - esant didesniam nei 400 Hz dažniui pagal GOST 8476.
Leidžiama naudoti vatmetro įtampos daliklį, kad būtų gauti rodmenys, skaitiniai lygūs specifinių magnetinių nuostolių vertėms. Įtampos daliklio išėjimas turi būti prijungtas prie lygiagrečios vatmetro grandinės, įėjimas - prie T2 mėginio II apvijos.
5.1.3 RA ampermetras, skirtas įmagnetinimo srovės efektyviajai vertei matuoti ir vėliau magnetinio lauko stiprio efektyviajai vertei nustatyti, turi turėti matavimo ribą nuo 0,1 iki 5,0 A, o tikslumo klasė ne mažesnė kaip 0,5 pagal GOST 8711. Stebint vatmetro srovės grandinės apkrovą, mažiausią matavimo ribą leidžiama padidinti iki 1,0 A. Didžiausia ampermetro sunaudota galia matuojant su pavyzdžiais iš lakštų, kurių plotis didesnis nei 250 mm, turi būti ne didesnė kaip 1,0 V A; kitiems pavyzdžiams - ne daugiau kaip 0,2 V - A
5.1.4 Dažnio skaitiklis PF dažniui matuoti, kai paklaida ne didesnė kaip ±0,2%.
5.1.5 Mėginio įmagnetinimo maitinimo šaltinis C turi turėti žemo dažnio generatorių su galios stiprintuvu arba įtampos reguliatorių su 50 Hz dažnio stabilizatoriumi. Apkraunamo maitinimo šaltinio įtampos nesiusoidiškumo koeficientas pagal GOST 13109 neturi viršyti 5 %. Šaltinio vardinė galia esant 50 Hz įmagnetinimo apsisukimo dažniui turi būti ne mažesnė kaip 0,45 kVA 1,0 kg mėginio masės ir ne mažesnė kaip 0,3 kV-A vertėms, nurodytoms 1 lentelėje.
1 lentelė
|
Permagnetinimo dažnis, kHz |
Mėginio svoris, kg |
|||||
|
IKI 1.0 ĮSKA. | ||||||
Norint gauti pavyzdžio magnetinio srauto kreivės formą, artimą sinusoidinei, leidžiama naudoti grįžtamojo ryšio stiprintuvą. EML kreivės formos nesinusiškumo koeficientas apvijoje neturi viršyti 3%; įtampos grįžtamojo ryšio grandinės suvartojama galia neturi viršyti 5 % išmatuotų magnetinių nuostolių.
5.1.6 Voltmetrai PV1 ir PV2, vatmetro PW įtampos grandinė ir stiprintuvo grįžtamasis ryšys turi sunaudoti ne daugiau kaip 25 % išmatuotos vertės.
5.1.7 Ritė 77, skirta kompensuoti magnetinį srautą už pavyzdžio ribų, turi turėti I apvijos apsisukimų skaičių ne daugiau kaip penkiasdešimt, varža - ne daugiau kaip 0,05 Ohm, apvijos II varža - ne daugiau kaip 3 Ohm. Apvijos klojamos ant cilindrinio rėmo, pagaminto iš nemagnetinės izoliacinės medžiagos, kurio ilgis nuo 25 iki 35 mm, o skersmuo nuo 40 iki 60 mm. Ritės ašis turi būti statmena bandinio jėgos linijų plokštumai, kai ji pritvirtinta prie Epšteino aparato. Santykinis skirtumas tarp T1 ritės ir Epstein aparato tarpusavio induktyvumo koeficientų be mėginio neturi viršyti ±5%.
Iš grandinės leidžiama neįtraukti ritės T1 (žr. 1 pav.), kai magnetinis srautas už mėginio ribų neviršija 0,2% išmatuoto.
5.1.8 Žiedo pavyzdžio T2 įmagnetinimo I ir matavimo II apvijos turi atitikti GOST 8.377 reikalavimus.
5.1.9. Epstein aparatas, naudojamas tirti mėginius, sudarytus iš juostelių, T2, turi turėti keturias ritinius ant nemagnetinės izoliacinės medžiagos rėmų, kurių matmenys yra tokie:
vidinis lango plotis - (32,0±0,5) mm;
aukštis - nuo 10 iki 15 mm;
rėmo sienelės storis - nuo 1,5 iki 2,0 mm;
ritės sekcijos ilgis su apvija ne mažesnis kaip 190 mm;
ritės ilgis - (220±1) mm.
Aparato apvijų apsisukimų skaičius parenkamas pagal 2 lentelę.
2 lentelė
5.1.10. Lakšto aparatas, naudojamas bandiniams T2 tirti, turi turėti solenoidą ir du jungus. Jungų konstrukcija turi užtikrinti besiliečiančių paviršių lygiagretumą ir mechaninį standumą, o tai pašalina įtaką bandinio magnetinėms savybėms. Elektros plieno jungų polių plotis turi būti ne mažesnis kaip 25 mm, tiksliųjų lydinių - 20 mm. Magnetiniai nuostoliai jungose neturi viršyti 5% išmatuotų; santykinis magnetinio srauto amplitudių skirtumas jungose neturi viršyti ±15%.
Santykiniam specifinių magnetinių nuostolių pokyčiui matuoti leidžiama naudoti prietaisus su atvirais jungais, pavyzdžiui, vertinant liekamąją įtampą pagal GOST 21427.1.
Solenoidas turi turėti karkasą iš nemagnetinės izoliacinės medžiagos, ant kurio pirmiausia uždedama matavimo apvija II, po to vienu ar keliais laidais uždedama įmagnetinimo apvija I. Kiekvienas laidas tolygiai nutiestas vienu sluoksniu.
Santykinis maksimalus magnetinės indukcijos amplitudių skirtumas mėginio srityje solenoido viduje neturi viršyti ±5%.
6 Pasiruošimas matavimams
6.1 Juostų, lakštų ar žiedinių formų pavyzdžiai sujungiami, kaip parodyta 1 paveiksle.
6.2 Mėginiai iš juostelių arba lakštų dedami į aparatą. Mėginiai iš juostelių dedami į Epstein aparatą, kaip parodyta 2 paveiksle.
Leidžiama fiksuoti juostelių ir lakštų padėtį aparate, sukuriant ne didesnį kaip 1 kPa slėgį statmenai mėginio paviršiui už įmagnetinimo ritinių ribų.
6.3 Apskaičiuokite mėginių skerspjūvio plotą S, m 2:
6.3.1 Žiedo formos medžiagos, kurios storis ne mažesnis kaip 0,2 mm, skerspjūvio plotas 5, m 2 apskaičiuojamas pagal formulę
2 pav. Pavyzdžio juostelių klojimo schema
apie)
čia m yra bandinio masė, kg;
D, d - išorinis ir vidinis žiedo skersmenys, m; y yra medžiagos tankis, kg / m3.
Medžiagos tankis y, kg / m 3, parenkamas pagal GOST 21427.2 1 priedą arba apskaičiuojamas pagal formulę
y \u003d 7865 - 65 (tf Si + 1,7A ^\u003e,
kur K S i ir Ad) – silicio ir aliuminio masės dalys, %.
6.3.2 Skerspjūvio plotas S, m 2, mažesnio nei 0,2 mm storio medžiagos žiediniams bandiniams, apskaičiuojamas pagal formulę
iki y (D + d) (1 + C t
(3)
čia C y \u003d y yra izoliacinės dangos tankio ir bandomosios medžiagos tankio santykis, kur y p yra izoliacijos tankis, lygus 1,6 10 3 kg / m 3 neorganinei dangai ir
1,1 ■ 10 3 kg / m 3 - ekologiškiems;
K, - užpildymo koeficientas, nustatytas kaip nurodyta GOST 21427.1.
6.3.3 Epstein aparato mėginių, sudarytų iš juostelių, skerspjūvio plotas S, m 2 , apskaičiuojamas pagal formulę
(4)
kur ^ - juostelės ilgis, m.
6.3.4 Lakšto pavyzdžio S skerspjūvio plotas m 2 apskaičiuojamas pagal formulę
(5)
čia 1 L yra lapo ilgis, m.
6.4 Pavyzdžių masės nustatymo paklaida neturi viršyti ±0,2%, žiedo išorinis ir vidinis skersmuo - ±0,5%, juostelių ilgis - ±0,2%.
6.5 Matavimai, kai magnetinės indukcijos amplitudė mažesnė nei 1,0 T, atliekami išmagnetinus mėginius 50 Hz dažnio lauke.
Nustatykite įtampą, atitinkančią magnetinės indukcijos amplitudę, bent 1,6 T anizotropiniam plienui ir 1,3 T izotropiniam plienui, tada palaipsniui ją mažinkite.
Išmagnetinimo laikas turi būti ne trumpesnis kaip 40 s.
Matuojant magnetinę indukciją lauke, kurio stiprumas mažesnis nei 1,0 A/m, mėginiai po išmagnetinimo laikomi 24 valandas; matuojant indukciją lauke, kurio stiprumas didesnis nei
1,0 A/m ekspozicijos laikas gali būti sumažintas iki 10 min.
Leidžiama sumažinti ekspozicijos laiką santykiniu indukcijos verčių, gautų po normalios ir sumažintos ekspozicijos, skirtumu ± 2%.
6.6. Žiedinės formos ir iš juostelių sudarytų bandinių išmatuotų magnetinių dydžių verčių viršutinės ribos turi atitikti ne daugiau kaip 5 10 3 A/m magnetinio lauko stiprio amplitudę esant įmagnetinimo apsisukimo dažniui. nuo 50 iki 60 Hz ir ne daugiau kaip 1 10 3 A/m – esant aukštesniems dažniams; apatinės ribos - mažiausios vertės magnetinės indukcijos amplitudės nurodytos 3 lentelėje.
3 lentelė
Mažiausia lakštų mėginių magnetinės indukcijos amplitudės vertė turi būti lygi 1,0 T.
6.7 PV1 voltmetro, kalibruoto vidutinėmis ištaisytomis vertėmis, įtampa
V B, atitinkanti pateiktą magnetinės indukcijos amplitudę B ^, Tl ir įmagnetinimo apsisukimo dažnį /, Hz, apskaičiuojama pagal formulę
U cp = 4fSW 2 B mx (\-%, (6)
čia S yra mėginio skerspjūvio plotas, m 2 ;
W 2 - II pavyzdžio apvijos apsisukimų skaičius;
g 2 - bendra apvijos II pavyzdžio T2 ir ritės varža 77, Ohm; g e - prietaisų ir prietaisų, prijungtų prie T2 pavyzdžio II apvijos, ekvivalentinė varža, Ohm, apskaičiuota pagal formulę
(7)
čia g p g p, gzg, g A – voltmetrų PV1, PV2 aktyviosios varžos, vatmetro PW įtampos grandinės ir galios stiprintuvo įtampos grįžtamojo ryšio grandinės atitinkamai Ohm.
Reikšmė - formulėje (6) nepaisoma, jei jos reikšmė neviršija 0,002.
6.8 Voltmetrui PV1, kalibruotam efektyviosios įtampos vertėmis tolimosios formos sinusu, U, V vertės reikšmė apskaičiuojama pagal formulę
U=4,44fSJV 2 B max (l-^).
6.9 Jei nėra ritės T1, apskaičiuokite pataisą AU, V dėl magnetinio srauto už mėginio ribų pagal formulę
A U = 4/U", ^ Mo (^ -S)f-U> (9)
kur yra pavyzdžio T2 apvijų apsisukimų skaičius,
Bet - 4-oji 10 -7 - magnetinė konstanta, H/m;
S 0 - mėginio matavimo apvijos skerspjūvio plotas, m 2;
S yra mėginio skerspjūvio plotas, nustatytas kaip nurodyta 6.3 punkte, m 2 ;
1 C p - vidutinis magnetinio lauko linijos ilgis, m.
Žiedo formos mėginiams vidutinis magnetinio lauko linijos ilgis / sr, m, apskaičiuojamas pagal formulę
l cp = y(D + d). 0°)
Standartiniuose juostelių mėginio bandymuose vidutinis ilgis l^, m yra lygus 0,94 m. Jei reikia pagerinti magnetinių dydžių nustatymo tikslumą, reikšmes / cp leidžiama pasirinkti iš lentelės 4.
4 lentelė
Lakšto pavyzdžiu vidutinis magnetinio lauko linijos ilgis / cf, m nustatomas pagal įrenginio metrologinio sertifikavimo rezultatus;
/ max - srovės amplitudė, A; apskaičiuojamas priklausomai nuo įtampos kritimo U R p ^, V amplitudės rezistoriaus, kurio varža R, Ohm, įtraukto į įmagnetinimo grandinę, pagal formulę
(P)
arba pagal vidutinę ištaisytą EML vertę t / cpM, V, indukuotą ritės 77 apvijoje II su apvija I, įtraukta į įmagnetinimo grandinę, pagal formulę
Aš ir plg. s (12)
čia M – ritės abipusė induktyvumas, H; ne daugiau 1 10 -2 H;
/ - pakartotinio įmagnetinimo dažnis, Hz.
6.10. Nustatant specifinius magnetinius nuostolius Epstein aparate, reikia atsižvelgti į magnetinės grandinės kampinių dalių įmagnetinimo nehomogeniškumą, įvedant efektyviąją bandinio masę m ir kg, kuri bandiniams iš juostelių apskaičiuojama formulę
4
(13)
čia m yra bandinio masė, kg;
^ - juostelės ilgis, m.
Žiedinių bandinių efektyvioji masė laikoma lygi bandinio masei.
Efektyvioji lakšto pavyzdžio masė nustatoma pagal įrenginio metrologinio sertifikavimo rezultatus.
7 Matavimo procedūra
7.1 Konkrečių magnetinių nuostolių nustatymas pagrįstas aktyviosios galios, sunaudotos bandinio įmagnetinimo atbulinės eigos metu, ir sunaudotos prietaisų PV1, PV2, PW ir stiprintuvo grįžtamojo ryšio grandinės, matavimu. Bandant lakštų pavyzdį, atsižvelgiama į nuostolius jungose. Aktyvioji galia netiesiogiai nustatoma pagal pavyzdžio T2 II apvijos įtampą.
7.1.1 Įrengiant (žr. 1 pav.), S2, S3, S4 klavišai yra uždaryti ir raktas S1 atidaromas.
7.1.2 Nustatykite įtampą £ / sr, U arba (U ^ + DU), V pagal PV1 voltmetrą; permagnetinimo dažnis /, Hz; patikrinkite ampermetro PA, ar vatmetro PW nėra perkrautas; uždarykite raktą S1 ir atidarykite raktą S2.
7.1.3 Jei reikia, sureguliuokite maitinimo šaltinio voltmetro PV1 rodmenis, kad nustatytumėte nurodytą įtampos vertę, ir išmatuokite efektyviąją įtampos vertę U x , V voltmetru PV2 ir galią R n, W vatmetru. PW.
7.1.4 Nustatykite įtampą, atitinkančią didesnę magnetinės indukcijos amplitudės reikšmę, ir pakartokite 7.1.2, 7.1.3 punktuose nurodytus veiksmus.
7.2 Magnetinio lauko stiprio efektyviosios vertės nustatymas pagrįstas įmagnetinimo srovės matavimu.
7.2.1 Montuojant (žr. 1 pav.) jungikliai S2, S4 yra uždaryti, o jungikliai S1, S3 – atidaryti.
7.2.2 Ampermetru PA nustatykite įtampą U cp arba U, V, pakartotinio įmagnetinimo dažnį /, Hz ir įmagnetinimo srovės /, A reikšmes.
7.2.3 Nustatykite didesnę įtampą ir pakartokite veiksmus, nurodytus
8 Matavimo rezultatų apdorojimo taisyklės
8.1 Imties II apvijos įtampos kreivės formos koeficientas apskaičiuojamas pagal formulę
shche U x - efektyvi įtampos vertė, V;
U c p - įtampa, apskaičiuota pagal (6) formulę, V.
8.2. Bandinio iš juostelių arba žiedo formos savitieji magnetiniai nuostoliai P^, W/kg apskaičiuojami pagal formulę
čia m x yra efektyvioji bandinio masė, kg;
R m - vidutinė galios vertė, W;
U\ - efektyviosios įtampos vertė, V;
W x , W 2 - pavyzdžio apvijų apsisukimų skaičius 72; g b g e – žr. 6.7.
Reikšmės -y- ir ^ yra nepaisomos, jei santykis ~ neviršija 0,2% -f R m, ir
santykis – neviršija 0,002.
Atsparumo g e nustatymo paklaida neturi viršyti ± 1%. Leidžiama pakeisti vertę, lygią 1,11 f / cp, o ne įtampą U x, kai = 1,11 ± 0,02.
8.3 Kad būtų išvengta magnetinio srauto kreivės formos iškraipymų įtakos magnetinių nuostolių matavimo rezultatui, koregavimas atliekamas atsižvelgiant į tai, kad magnetiniai nuostoliai yra lygūs histerezės ir sūkurinių srovių nuostolių sumai. pirmoji vertė nepriklauso nuo magnetinio srauto kreivės formos iškraipymų, o antroji yra proporcinga imties II apvijos įtampos kreivės formos koeficiento kvadratui.
8.3.1 Jei įtampos kreivės formos koeficiento Af reikšmė skiriasi nuo 1,11 daugiau nei ±1 %, savitieji magnetiniai nuostoliai magnetinio srauto kreivės sinusoidinei formai P yjLC9 W/kg apskaičiuojami pagal formulę
^sp.s ^sp I 1 ^d)
UlJJ'
kur Rud - savitieji magnetiniai nuostoliai, W / kg;
a,. - histerezės specifinių magnetinių nuostolių ir specifinių magnetinių nuostolių santykis.
8.3.2 Įtampos kreivės formos koeficientas turi būti 1,08-1,16, kai matuojami specifiniai magnetiniai nuostoliai, ir 1,09-1,13, kai matuojama magnetinio lauko stiprio efektyvioji vertė.
8.3.3 Vertės 04. reikšmė pasirenkama iš 5 lentelės.
5 lentelė
Leidžiama a vertė, apskaičiuojama iš magnetinių nuostolių, išmatuotų esant dviem įtampos kreivės formos koeficiento reikšmėms ir pastovioms magnetinės indukcijos ir dažnio amplitudės vertėms pagal formulę.
(Ld ~ La)" ^ \
(*V^i)L,.'
čia P u 1 ir P u 1 yra magnetiniai nuostoliai, atitinkantys A f1 ir K^ r, nustatyti kaip nurodyta 8.1 punkte, W; Aph = 1,11 ± 0,05.
Magnetiniai nuostoliai P m2, W matuojami kaip nurodyta 7.1.1 - 7.1.4 punktuose, kai į magnetizavimo grandinę įtrauktas rezistorius, kurio skirtumas (Af 2 - A^) turėtų būti didesnis nei 2%.
8.3.4 Jei pakartotinio įmagnetinimo dažnis /, Hz, nukrypsta nuo vardinio / nom, Hz, apskaičiuokite magnetinių nuostolių pataisą D P f , W pagal formulę
N fw "i f D Pf-- f
Korekcija D Pf įvedama dažniu f mtt = 50 Hz ir santykiu
intervale nuo ±0,5 iki ±2,0%.
8.4 Specifiniai magnetiniai nuostoliai Р ud, W / kg, lapo pavyzdyje apskaičiuojami pagal formulę
kur t b W x , W b g 2 , g e, R ir ir U x – žr. (15) formulę;
Р i - magnetiniai nuostoliai jungoje, W, su magnetinio srauto amplitude Ф i, Wb, apskaičiuojami pagal formulę
Fya - 2 ‘Rtah ■ S>
kur magnetinės indukcijos amplitudė T;
S yra mėginio skerspjūvio plotas, m 2 .
Magnetinio srauto kreivės sinusoidės formos savitieji magnetiniai nuostoliai Р^, W/kg apskaičiuojami pagal (16) formulę.
8.5 Magnetinio lauko stiprio H efektyvioji vertė A / m apskaičiuojama pagal formulę
Izh!I % (21 >
kur / cp - magnetinio lauko linijos ilgis, nustatytas kaip nurodyta 5.9, m;
/ - įmagnetinimo srovė, A; fVj – imties I apvijos apsisukimų skaičius.
8.6. Pavyzdžių iš juostelių ir žiedinių formų specifinių magnetinių nuostolių matavimo paklaida neturi viršyti ± 2,5 %, kai įmagnetinimo keitimo dažnis yra nuo 50 iki 400 Hz, ir ± 5 %, kai dažnis viršija 400 Hz; lakštų pavyzdžiai - ±3%.
8.7 Magnetinio lauko stiprio efektyviosios vertės matavimo paklaida neturi viršyti ±5%.
UDC 669.14.001.4:006.354 MKS 77.040.20 V39 OKSTU 0909
Raktiniai žodžiai: elektrotechninis plienas, matavimo metodas, specifiniai magnetiniai nuostoliai, magnetinis laukas, vatmetro ir ampermetro metodas, pavyzdžiai, įranga, rezultatų apdorojimas, matavimo paklaida
Redaktorius G.S. Sheko Techninis redaktorius L.A. Kuznecova Korektorė A/. S. Kabašova Kompiuterio maketas E. N. Martemyanova
Red. asmenų. 021007 95-08-10 Nr. Perduotas į komplektą 98-12-25. Pasirašyta publikavimui 1999 m. vasario 1 d. Uel. orkaitė l. 1.40. Uch.-red. l. 1.07.
Tiražas 299 egz. C1827. Zachas. 64.
IPK standartų leidykla, 107076, Maskva, Kolodezny pr., 14.
Įrašyta leidykloje kompiuteriu
IPK Standartų leidyklos filialas - tipas. „Maskvos spausdintuvas“, Maskva, Lyalin per., 6.
Specifiniai energijos nuostoliai per histerezę P yra nuostoliai, sunaudojami keičiant medžiagos masės vieneto įmagnetinimą per vieną ciklą. Specifinis histerezės nuostolis dažnai matuojamas vatais vienam kilogramui (W/kg) magnetinės medžiagos. Jų reikšmė priklauso nuo remagnetinimo dažnio ir didžiausios indukcijos vertės B M. Konkretūs histerezės nuostoliai per vieną ciklą nustatomi pagal histerezės kilpos plotą, t.y. kuo didesnė histerezės kilpa, tuo didesni nuostoliai medžiagoje.
Dinaminė histerezės kilpa susidaro, kai medžiaga permagnetinama kintamu magnetiniu lauku ir turi didelį plotą. nei statinis, nes, veikiant kintamam magnetiniam laukui, medžiagoje, be histerezės nuostolių, atsiranda sūkurinių srovių nuostoliai ir magnetinis poveikias, kurį lemia medžiagos magnetinis klampumas.
Energijos nuostoliai dėl sūkurinių srovių P in priklauso nuo magnetinės medžiagos elektrinės varžos. Kuo didesni, tuo mažesni sūkurinių srovių nuostoliai. Sūkurinės srovės energijos nuostoliai taip pat priklauso nuo magnetinės medžiagos tankio ir jos storio. Jie taip pat proporcingi magnetinės indukcijos B M amplitudės ir kintamo magnetinio lauko dažnio f kvadratui.
Magnetinės medžiagos lakštinio pavyzdžio nuostoliai kintamajame lauke P (W / kg) apskaičiuojami pagal formulę
čia h yra lakšto storis, m; M – didžiausia magnetinės indukcijos vertė (amplitudė), T; f - dažnis, Hz; d – medžiagos tankis, kg/m3; c - medžiagos elektrinė savitoji varža, Ohm * m.
Kai medžiaga veikiama kintamo magnetinio lauko, registruojama dinaminė įmagnetinimo kreivė ir atitinkamai dinaminė histerezės kilpa. Indukcijos amplitudės ir magnetinio lauko stiprumo amplitudės santykis dinaminio įmagnetinimo kreivėje yra dinaminis magnetinis pralaidumas m ~ = V m / N m.
Histerezės kilpos formai įvertinti naudojamas histerezės kilpos kvadratiškumo koeficientas K P - charakteristika, apskaičiuota pagal ribinę histerezės kilpą: K P \u003d V n V m.
Kuo didesnė K P reikšmė, tuo histerezės kilpa stačiakampė. Magnetinėms medžiagoms, naudojamoms automatikos ir kompiuterių saugojimo įrenginiuose, K P = 0,7-0,9.
Savitoji tūrinė energija W M (J/m3) – charakteristika, naudojama magnetiškai kietų medžiagų savybėms įvertinti – išreiškiama formule W M = (B d H d /2)M, kur B d yra indukcija, atitinkanti didžiausią vertę. savitosios tūrinės energijos, T; H d – magnetinio lauko stiprumas, atitinkantis didžiausią savitosios tūrinės energijos vertę A/m.
Ryžiai. 1.6.1
Atviro magneto išmagnetinimo 1 kreivės ir 2 specifinės magnetinės energijos kreivės parodytos fig. 1.6.1 1 kreivė rodo, kad esant tam tikrai indukcijos B d vertei ir atitinkamam magnetinio lauko stipriui H d, nuolatinio magneto savitoji tūrinė energija pasiekia didžiausią vertę W d . Tai didžiausia energija, kurią generuoja nuolatinis magnetas oro tarpelyje tarp jo polių, vienam magneto tūrio vienetui. Kuo didesnė skaitinė vertė W M , tuo geresnė magnetiškai kieta medžiaga, taigi, tuo geresnis iš jos pagamintas nuolatinis magnetas.
Magnetinių medžiagų įmagnetinimo apsisukimo kintamajame magnetiniame lauke procesą lydi tam tikros magnetinio lauko energijos dalies pavertimas šiluma, kuri išoriškai pasireiškia magnetinės medžiagos kaitinimu. Ši energija per laiko vienetą vadinama magnetiniai nuostoliai. Paprastai jis apibūdinamas specifiniais magnetiniais nuostoliais p sp, W / kg arba magnetinių nuostolių kampo liestine tgδ m.
Nuostolių atsiradimo mechanizmo požiūriu išskiriami du pagrindiniai magnetinių nuostolių tipai - histerezės nuostoliai ir sūkurinių srovių nuostoliai.
Histerezės praradimas yra susiję su magnetinės histerezės reiškiniu ir negrįžtamu domeno sienelių poslinkiu. Histerezės praradimas yra proporcingas histerezės kilpos plotui. Kadangi histerezės ciklas ir susiję nuostoliai kartojasi per kiekvieną laikotarpį, histerezės nuostoliai yra proporcingi kintamo magnetinio lauko dažniui.
Sūkurinės srovės praradimas yra vadinami elektros srovės, kurį magnetinis srautas sukelia magnetinėje medžiagoje. Jie yra proporcingi magnetinio lauko dažnio kvadratui, todėl aukšti dažniai yra ribojantis veiksnys naudojant magnetines medžiagas.
Labai silpnai magnetiniai laukai ir, kaip taisyklė, minkštose magnetinėse medžiagose išskiriamas dar vienas magnetinių nuostolių mechanizmas - papildomų nuostolių dėl magnetinio poveikio (magnetinio klampumo). Fizinė šio mechanizmo esmė vis dar nėra pakankamai aiški.
Darbui kintamuosiuose magnetiniuose laukuose naudojamos medžiagos, kurios turi labai siaurą histerezės kilpą, t.y. labai maža prievartos jėga. Pavyzdžiui, tokios medžiagos kaip supermalloy priverstinė jėga yra 0,2 A/m. Be to, imamasi įvairių priemonių sūkurinėms srovėms mažinti. Bendras šių priemonių tikslas – padidinti magnetinių medžiagų elektrinę varžą. Pavyzdžiui, elektrotechniniame pliene elektrinė varža padidinama pridedant iki 5 % koncentracijos silicio. Šios medžiagos yra pagamintos iš plonų lakštų, kurių paviršius yra elektra izoliuotas. Miltelinėse magnetinėse medžiagose pačios magnetinės medžiagos dalelės yra padengtos tinkama elektrą izoliuojančia medžiaga. Šiuo požiūriu naudingiausios yra ferimagnetinės medžiagos (feritai), kurios pagal savitumo vertę gali būti priskiriamos puslaidininkiams ir net dielektrikams.
Minkštos magnetinės medžiagos pasižymi gebėjimu lengvai įmagnetinti ir išmagnetinti. Jie turi siaurą histerezės kilpą, mažą priverstinę jėgą, aukštas pradinio ir didžiausio magnetinio pralaidumo vertes, didelę magnetinę indukciją ir mažus specifinius magnetinius nuostolius.
Komerciniu požiūriu grynos geležies, taip pat lakštinio elektrinio plieno, turinčio skirtingą silicio kiekį, savybės ir apimtis
Techniškai gryna geležimi laikoma geležis, kurioje yra mažiau nei 0,1 % anglies ir labai mažai kitų priemaišų.
Priklausomai nuo grynos geležies gamybos būdo, yra elektrolitinis geležis ir karbonilo.
Elektrolitinė geležis naudojama pastoviuose laukuose, kai reikalinga didelė soties indukcija.
Karbonilinė geležis daugiausia naudojama miltelių pavidalu šerdims gaminti aukšto dažnio elektrotechnikoje.
Lakštinis elektrotechninis plienas gaminamas iš silicio plieno, kuriame anglies kiekis yra mažesnis nei 0,05%, o silicio - nuo 0,7 iki 4,8%.
Pagal valcavimo metodą elektriniai lakštiniai plienai skirstomi į paprastus (karšto valcavimo), kurie turi izotropines savybes, ir tekstūruotus (šaltai valcuotus), kurie turi magnetinę tekstūrą, dėl to yra anizotropiniai.
Lydinių, pasižyminčių dideliu pradiniu magnetiniu pralaidumu (permalojus), su pastoviu magnetiniu pralaidumu (perminvarai) ir su dideliu soties magnetine indukcija (permendura), savybės ir apimtis
Medžiagos, turinčios didelį pradinį pralaidumą, apima grupę geležies ir nikelio lydinių, kurių nikelio kiekis yra nuo 35 iki 80%, žinomas kaip permalojus. Kartu su visiškai gryna geležimi, tai yra ryškiausios magnetiškai minkštos medžiagos apskritai. Lydinys supermalloy kurio apytikslė sudėtis yra 79% Ni, 15% Fe, 5% Mo, 0,5% Mn, maksimalus santykinis pralaidumas yra iki 2 10 6 su nedidele priverstine jėga H su\u003d 0,2 A / m.
Permalloy tipo lydinių trūkumai yra santykinai didelė kaina (jose yra mažai metalų), sudėtingo terminio apdorojimo poreikis ir stipri savybių priklausomybė nuo mechaninio įtempio.
Medžiagos, turinčios pastovų magnetinį laidumą, išsiskiria siaura histerezės kilpa. Geriausiai žinoma nuolatinio magnetinio pralaidumo medžiaga yra perminvaras(sudėtis: 45 % Ni, 29,4 % Fe, 25 % Co ir 0,6 % Mn). Lydinys atkaitinamas 1000°C temperatūroje, po to laikomas 400-500°C temperatūroje ir lėtai atšaldomas. Perminvaras turi nedidelę koercinę jėgą, pradinis perminvaro magnetinis pralaidumas yra 300 ir išlieka pastovus lauko stiprumo diapazone iki 250 A/m, esant 0,1 T indukcijai. Perminvar nėra pakankamai stabilus magnetiniu požiūriu, jautrus temperatūrai ir mechaniniams įtempiams. Patenkinamesnis magnetinio pralaidumo stabilumas išsiskiria lydiniu, vadinamu izopermas, kuri apima geležį, nikelį ir aliuminį arba varį. Isoperm magnetinis pralaidumas yra 30-80, kuris mažai kinta lauke, kurio stiprumas siekia iki kelių šimtų amperų vienam metrui.
Didžiausia magnetinio prisotinimo indukcija, kartu su silicio elektriniu plienu, turinčiu mažą silicio kiekį, pasižymi tokio tipo medžiagomis permendur remiantis geležies ir kobalto lydiniai, turintis ypač didelę soties indukciją, iki 2,4 T, t.y. didesnis nei visų žinomų feromagnetų. Tokių lydinių elektrinė varža yra maža . Tai geležies ir kobalto lydiniai, kurių kobalto kiekis yra nuo 49 iki 70%, legiruotas su vanadžiu (2%).
Dėl didelių sąnaudų permendurius galima naudoti tik specializuotoje įrangoje, ypač dinaminiuose garsiakalbiuose, osciloskopuose, telefonų membranose ir kt.
Ypatingų savybių lydinių (temperatūros kompensavimo lydinių, lydinių, skirtų nuolatiniams magnetams gaminti iš metalų) savybės ir apimtis
Naudojamos medžiagos, kurių magnetinis laidumas labai priklauso nuo temperatūros temperatūros kompensacija (šiluminė kompensacija) magnetinės grandinės. Tai apima termomagnetinius lydinius, kurių pagrindą sudaro Ni-Cu, Fe-Ni arba Fe-Ni-Cr. Šie lydiniai naudojami kompensuoti temperatūros paklaidą įrenginiuose, atsiradusius dėl nuolatinių magnetų indukcijos pasikeitimo arba magnetoelektrinių prietaisų laidų varžos pasikeitimo, palyginti su verte, kuria buvo atliktas kalibravimas. Norint gauti ryškią magnetinio pralaidumo priklausomybę nuo temperatūros, naudojama feromagnetų savybė sumažinti indukciją kylant temperatūrai netoli Curie taško. Šių feromagnetų Curie taškas yra nuo 0 iki 100 °C, priklausomai nuo legiruojamųjų elementų pridėjimo. Ni-Cu lydinys, kuriame yra 30% Cu, gali kompensuoti temperatūros paklaidas esant temperatūros riboms nuo -20 iki +80 0 С (48 pav.), o su 40% Cu - nuo -50 iki +10 °С.
|
48 pav. Priklausomybė nuo temperatūros termomagnetinio lydinio indukcija 8 kA/m magnetiniame lauke
Fe-Ni-Co lydiniai (kompensatoriai) sulaukė didžiausio techninio pritaikymo. Jų privalumai: visiškas savybių grįžtamumas temperatūros diapazone nuo -70 iki +70 °C, didelis mėginio charakteristikų atkartojamumas ir geras apdirbamumas.
Iš jų gaminami magnetiniai šuntai, kurių pagalba pasiekiamas grandinių su nuolatiniu magnetu magnetinių savybių temperatūrinis stabilumas. Kylant temperatūrai magnetinis srautas nuolatinio magneto darbinėje plyšyje mažėja. Šį pokytį kompensuoja magnetinio šunto magnetinės varžos padidėjimas.
Žinomi šiluminio kompensavimo lydiniai yra permaliodas, kurio nikelio kiekis yra 30%, kuriame Curie taško temperatūra reguliuojama nedideliais nikelio kiekio pokyčiais, taip pat geležies lydinys su nikeliu (30%) ir molibdenu (2%).
Nuolatiniams magnetams gaminti naudojamos kietos magnetinės medžiagos, kurios pasižymi didelėmis specifinės magnetinės energijos vertėmis, todėl energijos produktas (VN) maks. Jie linkę turėti dideles prievartos jėgos ir liekamosios indukcijos vertes. Konstrukciniu požiūriu joms būdingi vidiniai įtempimai ir daugybė įvairių defektų, kurie trukdo domeno sienoms judėti. Daugeliu atvejų medžiagose sąmoningai sukuriamos vieno domeno sritys, kurias galima pakartotinai įmagnetinti tik pakeitus įmagnetinimo kryptį, o tam reikia daug energijos. Todėl tokios medžiagos turi didelę prievartą.
Seniausios medžiagos nuolatiniams magnetams yra martensitiniai plienai.Šiuo metu naudojami tik legiruoti martensitiniai plienai, kurių pavadinimai atitinka legiruojamojo priedo pavadinimą: chromo(iki 3% Cr), volframas(iki 8 % W) ir kobalto(iki 15 % Co). Šiuo metu magnetų, pagamintų iš martensitinio plieno, dalis yra mažesnė nei 10%.
Daugiausia nuolatinių magnetų yra pagaminti iš lydinių, tokių kaip Al-Ni ir Al-Ni-Co.
Al-Ni tipo lydiniai (alni) yra geležies lydiniai su nikeliu (20-30%) ir aliuminiu (11-13%). Jie yra labai kieti ir trapūs, todėl iš jų liejimo arba miltelinės metalurgijos būdu gaminami nuolatiniai magnetai. Jie turi anizotropines savybes. Lydiniai legiruojami variu, todėl pasiekiamas geresnis savybių pakartojamumas ir palengvinamas apdorojimas. Titanas taip pat naudojamas kaip legiravimo elementas. Prievartos jėga H c lydinių pasiekia 50 kA/m, ir (HV) maks siekia 12 kJ/m 3 .
Al-Ni-Co lydiniai (Alnico) yra geležies lydiniai su nikeliu (12-26%), kobaltu (2-40%) ir aliuminiu (6-13%), pridedant vario (2-8%), titano (0-9%) ir niobio ( 0-3%) savybėms pagerinti. Kai Co kiekis yra iki 15%, jie yra izotropiniai; esant didesniam kobalto kiekiui, jie yra apdorojami termomagnetiniu būdu ir yra anizotropiniai. Izotropiniai lydiniai turi (BH) maks iki 16 kJ/m 3, anizotropiniai lydiniai - iki 44 kJ/m 3 . Lydiniai su orientuota kristalizacija artėjančio įmagnetinimo kryptimi turi (BH) maks iki 83 kJ / m3. Alnico tipo lydiniai yra kelis kartus brangesni nei alni tipo lydiniai.
Didelę reikšmę turi magnetiškai kieti Fe-Co-Mo, Fe-Co-V, Cu-Ni-Fe (anizotropiniai), Cu-Ni-Co, Ag-Mn-Al ir kt. lydiniai.
