Se știe că atunci când un feromagnet este expus unui câmp magnetic de intensitate fixă H, valoarea magnetizării J, și de aici inducția LA, datorită acestui câmp, ajung la valorile lor calculate cu o oarecare întârziere. Un astfel de fenomen se numește vâscozitatea magnetică. Vâscozitatea magnetică este unul dintre factorii care provoacă pierderea ireversibilă de energie (și, în consecință, încălzirea materialului) într-un corp feromagnetic; aceste pierderi se numesc pierderi pentru vâscozitatea magnetică sau rezidual pierderi.
Procesul de inversare a magnetizării materialelor magnetice într-un câmp magnetic alternant este, de asemenea, asociat cu pierderi termice ale unei părți din energia câmpului magnetic. Pierderile de energie sub formă de căldură se caracterizează prin pierderi magnetice specifice P bate După mecanismul de apariție, ele se disting pierdere de histerezisși pierderi dinamice.
Pierderea histerezisului sunt asociate cu fenomenul de histerezis magnetic și cu deplasarea ireversibilă a limitelor de domenii. Aceste pierderi sunt proporționale cu aria buclei de histerezis și cu frecvența câmpului alternativ. Pierdere de putere specifică R g, cheltuit pe histerezis, este determinat de:
R r = h f B max n, (5.38)
unde h este un coeficient în funcție de proprietățile materialului; B max - inductie maxima in timpul ciclului; n- exponent ( n = 1,6 - 2,0); f- frecvența modificării câmpului magnetic.
Pierderi dinamice sunt numite curenți turbionariși pierderi datorate vâscozității magnetice b.
Pierderile dinamice datorate pierderilor datorate vâscozității magnetice sunt asociate cu întârzierea inducției magnetice de la modificările intensității câmpului magnetic.
Pierdere cu curent turbionar sunt cauzate de curenți care sunt induși în materialul magnetic datorită fluxului magnetic în schimbare: datorită fenomenului de inducție electromagnetică, apare un EMF. Curenții circulari (circulari) apar în material ( Curenții Foucault). pentru că feromagneții precum oțelul sau nicromul sunt materiale conductoare, apoi curenții Foucault semnificativi duc la încălzirea materialului (uneori până la sute de grade Celsius). O scădere a rezistenței electrice a materialului magnetic duce la o creștere a pierderilor și, în consecință, la o încălzire mai mare a materialului.
Pierderea de putere specifică este exprimată după cum urmează
P(f) = b f B max 2, (5,39)
unde b este un coeficient în funcție de tipul materialului și de forma acestuia.
Este evident că sarcina principală de a reduce pierderile datorate curenților Foucault este creșterea rezistivității materialului, dar acest lucru nu este întotdeauna posibil, de exemplu, toate tipurile de oțel au valori apropiate de rezistivitate electrică.
Pentru a reduce efectul curenților turbionari și a reduce pierderile datorate inversării magnetizării feromagneților, circuitul magnetic nu este integrat, ci asamblat ( amestecate) izolate unele de altele foi subțiri de oțel, ale căror avioane sunt situate paralel cu liniile câmpului magnetic. Într-un astfel de design, în primul rând, fiecare foaie este izolată una de cealaltă, adică. rezistența dintre ele este suficient de mare, iar curenții Foucault se reduc semnificativ. În al doilea rând, datorită alegerii corecte a orientării tablei de oțel în raport cu liniile de inducție magnetică, o mică parte a fluxului se modifică în fiecare foaie a miezului, astfel încât EMF indus în circuitul tablei și curenții turbionari din acesta. devin mai mici.
În cele din urmă, magnitudinea curenților turbionari din foaie scade deoarece traseele de curent în foaie se alungesc și secțiunea transversală a foii scade.
Curenții turbionari se reduc prin creșterea rezistenței electrice specifice a materialului miezului prin introducerea de aditivi de siliciu în oțelurile electrice. În același scop, folosesc magnetodielectricși ferită miezuri.
La adiţional pierderile includ toate pierderile, altele decât curenții turbionari și pierderile prin histerezis; pot fi cauzate de fenomene precum vâscozitatea magnetică, rezonanța deplasării peretelui magnetic, rezonanța cauzată de anizotropie și rotația vectorului de magnetizare etc.
Toate aceste pierderi sunt disiparea energiei- pierderea ireversibilă a energiei disipate sub formă de căldură în materialele feromagnetice. Într-un câmp magnetic alternativ, ele determină sarcina suplimentară pe sursa de alimentare a circuitului electric. De exemplu, introducerea unui material magnetic (circuit magnetic) într-o înfășurare (bobină, solenoid, toroid etc.) este echivalentă cu o creștere a rezistenței electrice a unui circuit DC.
Pierdere de putere(sau pur și simplu, pierderi magnetice) în circuitul magnetic Pi(W) definește rezistența echivalentă R i:
R i = Pi/eu 2, Ohm, (5,40)
Unde eu- valoarea efectivă a intensității curentului în circuit, A.
Pe fig. 5.6 prezintă un circuit electric condiționat (a) și echivalent echivalent (b), precum și o diagramă vectorială (c) a curenților și tensiunilor.
Tangenta de pierdereîntr-un material magnetic se calculează după cum urmează:
tgd m = U R/U L = R i/w L = (R g_ + Rîn + R e)/w L, (5.41)
Unde R G, Rîn, R d - rezistente echivalente datorate, respectiv, histerezisului, vortexului si pierderilor suplimentare.
Orez. 5.6. Circuit (a), circuit echivalent (b), diagramă vectorială a unui circuit cu magnet
GOST 12119.4-98
INTERSTATAL STANDARD
Oțel electric
METODE DE DETERMINARE A PROPRIETĂȚILOR MAGNETICE ȘI ELECTRICE
Metodă de măsurare a pierderilor magnetice specifice și a valorii efective a intensității
camp magnetic
oțel electric.
Termeni folosiți în acest standard, - conform GOST 12119.0.
4 Pregătirea probelor de testare
5 Echipamente aplicate
Solenoidul trebuie să aibă un cadru din material izolator nemagnetic, pe care este plasată mai întâi înfășurarea de măsurare II , apoi cu unul sau mai multe fire - înfășurarea magnetizantă I. Fiecare fir este așezat uniform într-un singur strat.
Diferența maximă relativă a amplitudinilor inducției magnetice în zona probei din interiorul solenoidului nu trebuie să depășească ±5%.
6 Pregătirea pentru măsurători
Unde m- masa probei, kg;
D, d - diametrele exterioare și interioare ale inelului, m;
γ - densitatea materialului, kg/m 3 .
Densitatea materialului γ, kg / m 3 , sunt selectate conform Anexei 1 din GOST 21427.2 sau calculate prin formula
Unde K Si si K AI- fracțiuni de masă de siliciu și aluminiu, %.
unde este raportul dintre densitatea stratului izolator și densitatea materialului eșantionului,
unde γ p - densitatea izolației, luată egală cu 1,610 3 kg/m 3 pentru acoperire anorganică și 1,1 10 3 kg/m 3 pentru organic;
K h - factorul de umplere, determinat așa cum este specificat în GOST 21427.1.
Unde l P - lungimea benzii, m.
Unde l l - lungimea foii, m.
Unde S- aria secțiunii transversale a probei, m 2 ;
W 2 - numărul de spire ale înfășurării probei II;
r 2 - rezistenta totala la infasurareII proba T2și bobine T1, Ohm;
r uh - rezistența echivalentă a dispozitivelor și dispozitivelor conectate la înfășurare II proba T2, Ohm, calculat prin formula
Unde r V1, r V2, r W, r A - rezistentele active ale voltmetrelorPV1, PV2,circuitul de tensiune al wattmetruluiPWși lanțuri părere de tensiunea amplificatorului de putere, respectiv, Ohm.
Valoarea din formula () este neglijată dacă valoarea sa nu depășește 0,002.
Unde W 1 W 2 - numărul de spire ale înfășurărilor eșantionului T2;
μ 0 - 4 π 10 - 7 - constantă magnetică, H/m;
S 0 - aria secțiunii transversale a înfășurării de măsurare a probei, m 2 ;
S- aria secțiunii transversale a probei, determinată conform indicațiilor la m 2 ;
l mier - lungimea medie a liniei câmpului magnetic, m.
Pentru probele inelare, lungimea medie a liniei câmpului magneticl mier , m, calculat prin formula
În testele standard pentru o probă de benzi, lungimea mediel miercuri, m, se ia egal cu 0,94 m. Dacă este necesară îmbunătățirea preciziei determinării mărimilor magnetice, valorilel mier alege dintr-o masă.
sau în funcție de valoarea medie rectificată a EMFU sr.m , V, indus în înfăşurarea II bobine T1cu înfășurare pe Iîn circuitul de magnetizare, conform formulei
Unde M - inductanța reciprocă a bobinei, H; nu mai mult de 110-2 H;
f- frecventa de remagnetizare, Hz.
Unde m - greutatea probei, kg;
l P - lungimea benzii, m.
Pentru probele inelare, se presupune că masa efectivă este egală cu masa probei. Masa efectivă a probei de tablă este determinată de rezultatele certificării metrologice a instalației.
7 Procedura de măsurare
7.1 Determinarea pierderilor magnetice specifice se bazează pe măsurarea puterii active consumate pentru remagnetizarea probei și consumată de dispozitivePV1, PV2, PWși circuitul de feedback al amplificatorului. La testarea unei probe de foaie, se iau în considerare pierderile în juguri. Puterea activă este determinată indirect de tensiunea de pe înfășurare II proba 72.
7.1 .1 Despre instalare (vezi figura) închideți cheile S2, S3, S4și deschide cheiaS1.
7.1.2 Setați tensiuneaU miercuri, U sau ( U cf + Δ U), V, prin voltmetruPV 1; frecvența de remagnetizaref, Hz; verifica cu un ampermetru RA acel wattmetruPWnu este supraîncărcat; închide cheiaS1și deschide cheiaS2.
7.1.3 Reglați citirea voltmetrului dacă este necesar.PV1pentru a seta valoarea de referință a tensiunii și a măsura valoarea tensiunii efectiveU 1, V, voltmetru PV 2si putere R m, W, wattmetru P.W.
7.1.4 Setați tensiunea corespunzătoare unei valori mai mari a amplitudinii inducției magnetice și repetați operațiile indicate în , .
7.2 Determinarea valorii efective a intensității câmpului magnetic se bazează pe măsurarea curentului de magnetizare.
7.2 .1 Despre instalare (vezi figura) închideți cheile S2, S4și deblocați cheileS1, S3.
7.2.2 Setați tensiuneaU cp sau U, V, frecvența de remagnetizaref, Hz și determinat de ampermetru RA magnetizarea valorilor curentuluieu, DAR.
7.2.3 Setați o valoare mai mare a tensiunii și repetați operațiunile indicate înși .
GOST 12119.4-98
STANDARD INTERSTATAL
Oțel electric
camp magnetic
Ediție oficială
CONSILIUL INTERSTATAL DE STANDARDIZARE, METROLOGIE ȘI CERTIFICARE
cuvânt înainte
1 DEZVOLTAT de Federația Rusă, Comitetul Tehnic Interstatal pentru Standardizare MTK 120 „Produse metalice din metale și aliaje feroase”
INTRODUS de Gosstandart al Rusiei
2 ADOPTAT de Consiliul Interstatal pentru Standardizare, Metrologie si Certificare (Proces-verbal nr. 13-98 din 28 mai 1998)
|
Numele statului |
Denumirea organismului național de standardizare |
|
Republica Azerbaidjan |
Standard de stat Az |
|
Republica Armenia |
Standard Armgos |
|
Republica Belarus |
Standard de stat al Belarusului |
|
Republica Kârgâză |
Kârgâzstandart |
|
Federația Rusă |
Gosstandart al Rusiei |
|
Republica Tadjikistan |
Standard de stat tadjik |
|
Turkmenistan |
Inspectoratul principal de stat al Turkmenistanului |
|
Republica Uzbekistan |
Uzgosstandart |
|
Standardul de stat al Ucrainei |
3 Decret Comitetul de Stat Federația Rusă privind standardizarea și metrologia din 8 decembrie 1998 nr. 437, standardul interstatal GOST 12119.4-98 a fost pus în aplicare direct ca standard de stat Federația Rusă de la 1 iulie 1999
4 ÎN LOC DE GOST 12119-80 în parte a secțiunii 4
© Editura IPK Standards, 1999
Acest standard nu poate fi reprodus integral sau parțial, replicat și distribuit ca publicație oficială pe teritoriul Federației Ruse fără permisiunea Standardului de stat al Rusiei.
STANDARD INTERSTATAL
Oțel electric
METODE DE DETERMINARE A PROPRIETĂȚILOR MAGNETICE ȘI ELECTRICE
Metodă de măsurare a pierderilor magnetice specifice și a valorii efective a intensității
camp magnetic
oțel electric.
Metode de testare a proprietăților magnetice și electrice.
Metodă de măsurare a pierderilor magnetice specifice și a valorii reale a intensității câmpului magnetic
Data introducerii 1999-07-01
1 domeniu de utilizare
Acest standard internațional specifică o metodă pentru determinarea pierderilor magnetice specifice de la 0,3 la
50,0 W / kg și valoarea efectivă a intensității câmpului magnetic de la 100 la 2500 A / m la frecvențe de inversare a magnetizării de 50-400 Hz folosind metoda wattimetrului și ampermetrului.
Este permisă determinarea valorilor mărimilor magnetice la frecvențe de remagnetizare de până la 10 kHz pe probe de inel și pe probe din benzi.
2 Referințe normative
GOST 8.377-80 GSI. Materialele sunt magnetice moi. Metode de efectuare a măsurătorilor la determinarea caracteristicilor magnetice statice
GOST 8476-93 Analog cu acțiune directă care indică instrumentele electrice de măsurare și părțile auxiliare ale acestora. Partea 3: Cerințe speciale pentru wattmetre și varmetre
GOST 8711-93 Analog cu acțiune directă care indică instrumentele electrice de măsurare și părțile auxiliare ale acestora. Partea 2: Cerințe speciale pentru ampermetre și voltmetre
GOST 12119.0-98 Oțel electric. Metode de determinare a proprietăților magnetice și electrice. Cerințe generale
GOST 13109-87 Energie electrică. Cerințe privind calitatea energiei electrice în rețelele electrice de uz general
GOST 21427.1-83 Tablă electrică de oțel anizotrop laminată la rece. Specificații
GOST 21427.2-83 Tablă subțire izotropă electrică laminată la rece. Specificații
3 Cerințe generale
Cerințe generale pentru metodele de testare - conform GOST 12119.0.
Termenii utilizați în acest standard sunt în conformitate cu GOST 12119.0.
Ediție oficială
4 Pregătirea probelor de testare
4.1 Probele de încercare trebuie să fie izolate.
4.2 Probele în formă de inel sunt asamblate din inele ștanțate cu o grosime de 0,1 până la 1,0 mm sau înfășurate dintr-o bandă cu o grosime de cel mult 0,35 mm și plasate în casete de material izolant cu o grosime de cel mult 3 mm sau nu. -metal ferromagnetic cu o grosime de cel mult 0,3 mm. Caseta metalică trebuie să aibă un spațiu liber.
Raportul dintre diametrul exterior al probei și cel interior nu trebuie să fie mai mare de 1,3; aria secțiunii transversale a probei nu este mai mică de 0,1 cm 2 .
4.3. Probele pentru aparatul Epstein sunt realizate din benzi cu o grosime de 0,1 până la 1,0 mm, o lungime de 280 până la 500 mm și o lățime de (30,0 ± 0,2) mm. Benzile probei nu trebuie să difere între ele în lungime cu mai mult de ± 0,2%. Aria secțiunii transversale a probei trebuie să fie între 0,5 și 1,5 cm 2 . Numărul de benzi din eșantion trebuie să fie un multiplu de patru, numărul minim de benzi fiind de douăsprezece.
Probele de oțel anizotrop sunt tăiate de-a lungul direcției de laminare. Unghiul dintre direcțiile de rulare și tăiere a benzilor nu trebuie să depășească G.
Pentru mostrele de oțel izotrop, jumătate dintre benzi sunt tăiate de-a lungul direcției de rulare, cealaltă - transversal. Unghiul dintre direcțiile de rulare și de tăiere nu trebuie să depășească 5°. Benzile sunt grupate în patru pachete: două - din benzi tăiate de-a lungul direcției de rulare, două - transversal. Pachetele cu benzi tăiate egal sunt plasate în bobine paralele ale aparatului.
Este permisă tăierea benzilor în același unghi față de direcția de rulare. Direcția de rulare pentru toate benzile așezate într-o singură bobină trebuie să fie aceeași.
4.4 Eșantioanele de foi sunt realizate de la 400 la 750 mm lungime. Lungimea tablei trebuie să fie cel puțin lungimea exterioară a jugului: lățimea tablei trebuie să fie de cel puțin 60% din lățimea ferestrei solenoidului. Toleranța în lungime nu trebuie să depășească ± 0,5%, în lățime - ± 2 mm.
Suprafața și forma foilor trebuie să respecte GOST 21427.1 și GOST 21427.2.
5 Echipamente aplicate
5.1 Instalare. Schema de instalare este prezentată în Figura 1.
5.1.1 Voltmetrele PV1 - pentru măsurarea valorii medii a tensiunii redresate și determinarea ulterioară a amplitudinii inducției magnetice și PV2 - pentru măsurarea valorii efective a tensiunii și determinarea ulterioară a factorului de formă a curbei sale trebuie să aibă o limită de măsurare de 30 mV la 100 V, curentul maxim de intrare nu este mai mare de 5 mA, clasa de precizie nu mai mică de 0,5 conform GOST 8711.
Este permisă utilizarea unui divizor de tensiune la voltmetrul PV1 pentru a obține citiri egale numeric cu amplitudinile inducției magnetice.
5.1.2 Wattmetrul PW pentru măsurarea puterii active și determinarea ulterioară a pierderilor magnetice specifice trebuie să aibă o limită de măsurare de 0,75 până la 30 W, un factor de putere nominal de cel mult 0,1 la o frecvență de 50 Hz și 0,2 la o frecvență mai mare; clasa de precizie nu mai puțin de 0,5 la o frecvență de remagnetizare de la 50 la 400 Hz sau nu mai puțin de 2,5 - la o frecvență mai mare de 400 Hz conform GOST 8476.
Este permisă utilizarea unui divizor de tensiune la wattmetru pentru a obține citiri egale numeric cu valorile pierderilor magnetice specifice. Ieșirea divizorului de tensiune trebuie conectată la circuitul paralel al wattmetrului, intrarea - la înfășurarea II a probei T2.
5.1.3 Ampermetrul PA pentru măsurarea valorii efective a curentului de magnetizare și determinarea ulterioară a valorii efective a intensității câmpului magnetic trebuie să aibă o limită de măsurare de la 0,1 la 5,0 A, o clasă de precizie de cel puțin 0,5 conform GOST 8711 Este permisă creșterea celei mai mici limite de măsurare până la 1,0 A la monitorizarea sarcinii circuitului de curent al wattmetrului. Puterea maximă consumată de ampermetru la măsurarea cu mostre din foi cu o lățime mai mare de 250 mm nu trebuie să fie mai mare de 1,0 V A; pentru alte probe - nu mai mult de 0,2 V - A
5.1.4 Contor de frecvență PF pentru măsurarea frecvenței cu o eroare care nu depășește ±0,2%.
5.1.5 Sursa de alimentare C pentru magnetizarea probei trebuie să aibă un generator de joasă frecvență cu un amplificator de putere sau un regulator de tensiune cu un stabilizator de frecvență de 50 Hz. Factorul de nesinusoidalitate de tensiune al sursei de alimentare încărcate nu trebuie să depășească 5% conform GOST 13109. Puterea nominală a sursei la o frecvență de inversare a magnetizării de 50 Hz ar trebui să fie de cel puțin 0,45 kVA per 1,0 kg de greutate a probei și de cel puțin 0,3 kV-A pentru valorile indicate în tabelul 1.
tabelul 1
|
Frecvența de remagnetizare, kHz |
Greutatea probei, kg |
|||||
|
PÂNĂ LA 1,0 INCL. | ||||||
Este permisă folosirea unui amplificator de feedback pentru a obține forma curbei de flux magnetic a probei, apropiată de sinusoidală. Coeficientul de non-sinusoidalitate al formei curbei EMF în înfășurare nu trebuie să depășească 3%; puterea consumată de circuitul de feedback de tensiune nu trebuie să depășească 5% din pierderile magnetice măsurate.
5.1.6 Voltmetrele PV1 și PV2, circuitul de tensiune al wattmetrului PW și feedback-ul amplificatorului nu trebuie să consume mai mult de 25% din valoarea măsurată.
5.1.7 Bobina 77 pentru compensarea fluxului magnetic în afara probei trebuie să aibă numărul de spire ale înfășurării I nu mai mult de cincizeci, rezistența - nu mai mult de 0,05 Ohm, rezistența înfășurării II - nu mai mult de 3 Ohm. Înfășurările sunt așezate pe un cadru cilindric din material izolator nemagnetic, cu o lungime de 25 până la 35 mm și un diametru de 40 până la 60 mm. Axa bobinei trebuie să fie perpendiculară pe planul liniilor de forță ale probei atunci când este fixată pe aparatul Epstein. Diferența relativă dintre coeficienții de inductanță reciprocă ai bobinei T1 și aparatul Epstein fără eșantion nu trebuie să depășească ±5%.
Este permisă excluderea bobinei T1 din circuit (vezi Figura 1) cu un flux magnetic în afara probei care nu depășește 0,2% din cel măsurat.
5.1.8 Înfășurările de magnetizare I și măsurare II ale probei inelare T2 trebuie să respecte cerințele GOST 8.377.
5.1.9 Aparatul Epstein utilizat pentru testarea probelor compuse din benzi, T2, trebuie să aibă patru bobine pe cadre din material izolator nemagnetic, cu următoarele dimensiuni:
lățimea ferestrei interioare - (32,0±0,5) mm;
înălțime - de la 10 la 15 mm;
grosimea peretelui cadrului - de la 1,5 la 2,0 mm;
lungimea secțiunii bobinei cu înfășurarea nu este mai mică de 190 mm;
lungimea bobinei - (220±1) mm.
Numărul de spire în înfășurările aparatului este selectat în conformitate cu tabelul 2.
masa 2
5.1.10 Aparatul cu tablă utilizat pentru testarea probelor T2 trebuie să aibă un solenoid și două juguri. Proiectarea jugurilor trebuie să asigure paralelismul suprafețelor de contact și rigiditatea mecanică, ceea ce exclude influența asupra proprietăților magnetice ale probei. Lățimea stâlpilor jugurilor din oțel electric trebuie să fie de cel puțin 25 mm, cele din aliaje de precizie - 20 mm. Pierderile magnetice în juguri nu trebuie să depășească 5% din cele măsurate; diferența relativă a amplitudinilor fluxului magnetic în juguri nu trebuie să depășească ±15%.
Este permisă utilizarea dispozitivelor cu juguri deschise pentru a măsura modificarea relativă a pierderilor magnetice specifice, de exemplu, atunci când se evaluează tensiunea reziduală conform GOST 21427.1.
Solenoidul trebuie să aibă un cadru din material izolator nemagnetic, pe care se așează mai întâi înfășurarea de măsurare II, apoi înfășurarea magnetizantă I se așează cu unul sau mai multe fire.Fiecare fir este așezat uniform într-un singur strat.
Diferența maximă relativă a amplitudinilor inducției magnetice în zona probei din interiorul solenoidului nu trebuie să depășească ±5%.
6 Pregătirea pentru măsurători
6.1 Eșantioanele din benzi, foi sau forme inelare sunt conectate așa cum se arată în figura 1.
6.2 Probele din benzi sau foi sunt plasate în aparat. Probele din benzi sunt plasate în aparatul Epstein, așa cum este indicat în Figura 2.
Este permisă fixarea poziției benzilor și foilor în aparat, creând o presiune de cel mult 1 kPa perpendicular pe suprafața probei în afara bobinelor de magnetizare.
6.3 Calculați aria secțiunii transversale S, m 2, a probelor:
6.3.1 Aria secțiunii transversale 5, m 2, pentru probele în formă inelară dintr-un material cu o grosime de cel puțin 0,2 mm, se calculează prin formula
Figura 2 - Schema de așezare a benzilor de probă
despre)
unde m este masa probei, kg;
D, d - diametrele exterior și interior ale inelului, m; y este densitatea materialului, kg / m 3.
Densitatea materialului y, kg / m 3, este selectată conform anexei 1 din GOST 21427.2 sau calculată prin formula
y \u003d 7865 - 65 (tf Si + 1,7A ^\u003e,
unde K S i și Ad) - fracțiuni de masă de siliciu și aluminiu,%.
6.3.2 Aria secțiunii transversale S, m 2 , pentru probe inelare de material cu grosimea mai mică de 0,2 mm, se calculează prin formula
la y (D + d) (1 + C t
(3)
unde C y \u003d y este raportul dintre densitatea stratului izolator și densitatea materialului eșantionului, unde y p este densitatea izolației, luată egal cu 1,6 10 3 kg / m 3 pentru o acoperire anorganică și
1,1 ■ 10 3 kg / m 3 - pentru organic;
K, - factor de umplere, determinat așa cum este specificat în GOST 21427.1.
6.3.3 Aria secțiunii transversale S, m 2 , a probelor compuse din benzi pentru aparatul Epstein, se calculează prin formula
(4)
unde ^ - lungimea benzii, m.
6.3.4 Aria secțiunii transversale a probei de tablă S, m 2, este calculată prin formula
(5)
unde 1 L este lungimea foii, m.
6.4 Eroarea în determinarea masei probelor nu trebuie să depășească ±0,2%, diametrele exterior și interior ale inelului - ±0,5%, lungimea benzilor - ±0,2%.
6.5 Măsurătorile la o valoare a amplitudinii inducției magnetice mai mică de 1,0 T se efectuează după demagnetizarea probelor într-un câmp cu o frecvență de 50 Hz.
Setați tensiunea corespunzătoare amplitudinii inducției magnetice de cel puțin 1,6 T pentru oțelul anizotrop și 1,3 T pentru oțelul izotrop, apoi reduceți-o treptat.
Timpul de demagnetizare trebuie să fie de cel puțin 40 s.
La măsurarea inducției magnetice într-un câmp cu o putere mai mică de 1,0 A/m, probele sunt păstrate după demagnetizare timp de 24 de ore; la măsurarea inducției într-un câmp cu o putere mai mare de
Timpul de expunere de 1,0 A/m poate fi redus la 10 minute.
Este permisă reducerea timpului de expunere cu o diferență relativă a valorilor de inducție obținute după expuneri normale și reduse, în limita a ± 2%.
6.6 Limitele superioare ale valorilor mărimilor magnetice măsurate pentru probele de formă inelară și compuse din benzi trebuie să corespundă cu amplitudinea intensității câmpului magnetic de cel mult 5 10 3 A/m la o frecvență de inversare a magnetizării de 50 până la 60 Hz și nu mai mult de 1 10 3 A/m - la frecvențe mai mari; limite inferioare - cele mai mici valori amplitudinile inducției magnetice prezentate în tabelul 3.
Tabelul 3
Cea mai mică valoare a amplitudinii inducției magnetice pentru probele de foi ar trebui să fie egală cu 1,0 T.
6.7 Pentru un voltmetru PV1 calibrat în valori medii redresate, tensiunea
V B, corespunzătoare amplitudinii date a inducției magnetice B ^, Tl, și frecvenței de inversare a magnetizării /, Hz, se calculează prin formula
U cp = 4fSW 2 B mx (\-%, (6)
unde S este aria secțiunii transversale a probei, m 2 ;
W 2 - numărul de spire ale înfășurării probei II;
g 2 - rezistența totală a probei înfășurării II T2 și bobinei 77, Ohm; g e - rezistența echivalentă a dispozitivelor și dispozitivelor conectate la înfășurarea II a probei T2, Ohm, calculată prin formula
(7)
unde g p g p, gzg, g A sunt rezistențele active ale voltmetrelor PV1, PV2, circuitul de tensiune al wattmetrului PW și, respectiv, circuitul de feedback de tensiune al amplificatorului de putere, Ohm.
Valoarea - în formula (6) este neglijată dacă valoarea acesteia nu depășește 0,002.
6.8 Pentru voltmetrul PV1, calibrat în valorile tensiunii efective de sinusul formei îndepărtate, valoarea valorii U, V este calculată prin formula
U=4,44fSJV 2 B max (l-^).
6.9 În absența bobinei T1, se calculează corecția AU, V, datorată fluxului magnetic din exteriorul probei, conform formulei
A U = 4/U", ^ Mo (^ -S)f-U> (9)
unde este numărul de spire ale înfășurărilor probei T2,
Dar - a 4-a 10 -7 - constantă magnetică, H/m;
S 0 - aria secțiunii transversale a înfășurării de măsurare a probei, m 2 ;
S este aria secțiunii transversale a probei, determinată conform punctului 6.3, în m 2 ;
1 C p - lungimea medie a liniei câmpului magnetic, m.
Pentru probele în formă de inel, lungimea medie a liniei câmpului magnetic / sr, m, se calculează prin formula
l cp = y(D + d). 0°)
În testele standard pentru o probă de benzi, lungimea medie l^, m, este luată egală cu 0,94 m. Dacă este necesară îmbunătățirea preciziei determinării cantităților magnetice, este permisă alegerea valorilor/cp din tabel. 4.
Tabelul 4
Pentru o probă de tablă, lungimea medie a liniei de câmp magnetic / cf, m, este determinată de rezultatele certificării metrologice a instalației;
/ max - amplitudinea curentului, A; calculată în funcție de amplitudinea căderii de tensiune U R p ^, V, pe un rezistor cu rezistență R, Ohm, inclus în circuitul de magnetizare, după formula
(P)
sau în funcție de valoarea medie redresată a EMF t/cpM, V, indusă în înfășurarea II a bobinei 77 cu înfășurarea I inclusă în circuitul de magnetizare, conform formulei
I și cf.s (12)
unde M este inductanța reciprocă a bobinei, H; nu mai mult de 1 10 -2 H;
/ - frecvența de remagnetizare, Hz.
6.10 La determinarea pierderilor magnetice specifice în aparatul Epstein trebuie să se țină cont de neomogenitatea magnetizării părților de colț ale circuitului magnetic prin introducerea masei efective a probei m și kg, care pentru probele din benzi se calculează prin formula
4
(13)
unde m este masa probei, kg;
^ - lungimea benzii, m.
Pentru probele inelare, se presupune că masa efectivă este egală cu masa probei.
Masa efectivă a probei de tablă este determinată de rezultatele certificării metrologice a instalației.
7 Procedura de măsurare
7.1 Determinarea pierderilor magnetice specifice se bazează pe măsurarea puterii active consumate de inversarea magnetizării probei și consumată de dispozitivele PV1, PV2, PW și circuitul de feedback al amplificatorului. La testarea unei probe de foaie, se iau în considerare pierderile în juguri. Puterea activă este determinată indirect de tensiunea de pe înfășurarea II a probei T2.
7.1.1 La instalare (vezi Figura 1), cheile S2, S3, S4 sunt închise și cheia S1 este deschisă.
7.1.2 Setați tensiunea £ / sr, U sau (U ^ + DU), V, conform voltmetrului PV1; frecvența de remagnetizare /, Hz; verifica pe ampermetrul PA ca wattmetrul PW sa nu fie supraincarcat; închideți cheia S1 și deschideți cheia S2.
7.1.3 Dacă este necesar, ajustați citirea sursei de alimentare a voltmetrului PV1 pentru a seta valoarea specificată a tensiunii și măsurați valoarea efectivă a tensiunii U x , V, voltmetrului PV2 și puterea Р n, W, wattmetrului PW.
7.1.4 Setați tensiunea corespunzătoare valorii mai mari a amplitudinii inducției magnetice și repetați operațiile specificate în 7.1.2, 7.1.3.
7.2 Determinarea valorii efective a intensității câmpului magnetic se bazează pe măsurarea curentului de magnetizare.
7.2.1 La instalare (vezi Figura 1), întrerupătoarele S2, S4 sunt închise și întrerupătoarele S1, S3 sunt deschise.
7.2.2 Setați tensiunea U cp sau U, V, frecvența de remagnetizare /, Hz și determinați valorile curentului de magnetizare /, A folosind ampermetrul PA.
7.2.3 Setați tensiunea la o valoare mai mare și repetați operațiunile indicate în
8 Reguli pentru prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
8.1 Factorul de formă al curbei de tensiune pe înfășurarea II a probei se calculează prin formula
shche U x - valoarea tensiunii efective, V;
U c p - tensiune calculată prin formula (6), V.
8.2 Pierderile magnetice specifice P^, W/kg, ale unei probe din benzi sau dintr-o formă inelară se calculează prin formula
unde m x este masa efectivă a probei, kg;
R m - valoarea medie a puterii, W;
U\ - valoarea tensiunii efective, V;
W x , W 2 - numărul de spire ale înfășurărilor probei 72; g b g e - vezi 6.7.
Valorile -y- și ^ sunt neglijate dacă raportul ~ nu depășește 0,2% din -f R m și
raportul - nu depășește 0,002.
Eroarea în determinarea rezistenței g e nu trebuie să depășească ± 1%. Este permisă înlocuirea unei valori egale cu 1,11 f/cp în locul tensiunii U x la = 1,11 ± 0,02.
8.3 Pentru a exclude influența distorsiunilor în forma curbei fluxului magnetic asupra rezultatului măsurării pierderilor magnetice, se face o ajustare pe baza faptului că pierderile magnetice sunt egale cu suma pierderilor pentru histerezis și curenți turbionari, prima valoare fiind independentă de distorsiunile în forma curbei fluxului magnetic, iar a doua fiind proporţională cu pătratul factorului de formă a curbei de tensiune pe înfăşurarea II a probei.
8.3.1 Dacă valoarea factorului de formă a curbei de tensiune Af diferă de 1,11 cu mai mult de ±1%, pierderile magnetice specifice pentru forma sinusoidală a curbei fluxului magnetic P yjLC9 W/kg se calculează prin formula
^sp.s ^sp I 1 ^d)
UlJJ'
unde Rud - pierderi magnetice specifice, W/kg;
A,. - raportul dintre pierderile magnetice specifice pentru histerezis la pierderile magnetice specifice.
8.3.2 Factorul de formă a curbei de tensiune trebuie să fie în intervalul 1,08-1,16 atunci când se măsoară pierderile magnetice specifice și 1,09-1,13 când se măsoară valoarea efectivă a intensității câmpului magnetic.
8.3.3 Valoarea valorii 04. este selectată din tabelul 5.
Tabelul 5
Se admite valoarea a, calculată din pierderile magnetice măsurate la două valori ale factorului de formă al curbei de tensiune și valori constante ale amplitudinii inducției magnetice și ale frecvenței, conform formulei
(Ld ~ La)" ^ \
(*V^i)L,.'
unde P u 1 și Pu 1 sunt pierderile magnetice corespunzătoare lui A f1 și K^ r, determinate așa cum este specificat la 8.1, în W; Aph = 1,11 ± 0,05.
Pierderile magnetice P m2, W, se măsoară așa cum este indicat la 7.1.1 - 7.1.4, atunci când în circuitul de magnetizare este inclus un rezistor, pentru care diferența (Af 2 - A^) trebuie să fie mai mare de 2%.
8.3.4 Dacă frecvența de remagnetizare /, Hz, se abate de la nominal / nom, Hz, se calculează corecția pentru pierderile magnetice D P f , W, conform formulei
N fw "i f D Pf-- f
Corecția D Pf se introduce la o frecvență f mtt = 50 Hz și un raport
în intervalul de la ±0,5 la ±2,0%.
8.4 Pierderile magnetice specifice Р ud, W / kg, într-o probă de tablă sunt calculate prin formula
unde tbWx, Wbg2, g e, R şi şi Ux - vezi formula (15);
Р i - pierderi magnetice în jug, W, cu amplitudinea fluxului magnetic Ф i, Wb, calculate prin formula
Fya - 2 ‘Rtah ■ S>
unde este amplitudinea inducției magnetice, T;
S este aria secțiunii transversale a probei, m 2 .
Pentru o formă sinusoidală a curbei fluxului magnetic, pierderile magnetice specifice Р^, W/kg, se calculează folosind formula (16).
8.5 Valoarea efectivă a intensității câmpului magnetic H, A/m, se calculează prin formula
Izh!I % (21 >
unde / cp - lungimea liniei de câmp magnetic, determinată conform indicațiilor de la 5.9, m;
/ - curent de magnetizare, A; fVj este numărul de spire ale înfășurării I a probei.
8.6 Eroarea în măsurarea pierderilor magnetice specifice ale probelor din benzi și forme inelare nu trebuie să depășească ± 2,5% la o frecvență de inversare a magnetizării de la 50 la 400 Hz și ± 5% la o frecvență care depășește 400 Hz; mostre de foi - ±3%.
8.7 Eroarea de măsurare a valorii efective a intensității câmpului magnetic nu trebuie să depășească ±5%.
UDC 669.14.001.4:006.354 MKS 77.040.20 V39 OKSTU 0909
Cuvinte cheie: oțel electric, metodă de măsurare, pierderi magnetice specifice, câmp magnetic, metoda wattmetru și ampermetru, probe, echipamente, procesare rezultate, eroare de măsurare
Editor G.S. Sheko Editor tehnic L.A. Kuznetsova Coritor A/. S. Kabashova Dispoziție computer de E. N. Martemyanova
Ed. persoane. Nr 021007 din 10.08.95. Predată în platou 25.12.98. Semnat pentru publicare la 1 februarie 1999. Uel. cuptor l. 1.40. Uch.-ed. l. 1.07.
Tiraj 299 exemplare. C1827. Zach. 64.
Editura IPK Standards, 107076, Moscova, Kolodezny per., 14.
Tastat la Editura pe un PC
Filiala Editura IPK de standarde - tip. „Imprimanta de la Moscova”, Moscova, Lyalin per., 6.
Pierderea de energie specifică pe histerezis P este pierderea cheltuită pentru inversarea magnetizării unei unități de masă de material într-un ciclu. Pierderea prin histerezis specific este adesea măsurată în wați pe kilogram (W/kg) de material magnetic. Valoarea lor depinde de frecvența de remagnetizare și de valoarea inducției maxime B M. Pierderile specifice de histerezis pe ciclu sunt determinate de aria buclei de histerezis, adică cu cât bucla de histerezis este mai mare, cu atât pierderile de material sunt mai mari.
O buclă de histerezis dinamic se formează atunci când materialul este remagnetizat de un câmp magnetic alternant și are o suprafață mare. decât unul static, deoarece sub acțiunea unui câmp magnetic alternativ, pe lângă pierderile de histerezis, în material apar pierderi de curenți turbionari și efecte secundare magnetice, care sunt determinate de vâscozitatea magnetică a materialului.
Pierderile de energie datorate curenților turbionari P in, depind de rezistivitatea electrică a materialului magnetic. Cu cât sunt mai mari, cu atât sunt mai puține pierderile de curenți turbionari. Pierderile de energie cu curent turbionar depind și de densitatea materialului magnetic și de grosimea acestuia. Ele sunt, de asemenea, proporționale cu pătratul amplitudinii inducției magnetice B M și frecvența f a câmpului magnetic variabil.
Pentru o probă de foaie de material magnetic, pierderile într-un câmp alternant P în (W / kg) sunt calculate prin formula
unde h este grosimea foii, m; În m -- valoarea maximă (amplitudinea) inducției magnetice, T; f-- frecventa, Hz; d este densitatea materialului, kg/m3; c - rezistivitatea electrică a materialului, Ohm * m.
Când materialul este expus unui câmp magnetic alternant, se înregistrează o curbă de magnetizare dinamică și, în consecință, o buclă de histerezis dinamică. Raportul dintre amplitudinea inducției și amplitudinea intensității câmpului magnetic pe curba de magnetizare dinamică este permeabilitatea magnetică dinamică m ~ = V m / N m.
Pentru a evalua forma buclei de histerezis, se utilizează coeficientul de pătrat al buclei de histerezis K P - o caracteristică calculată din bucla de histerezis limită: K P \u003d V n V m.
Cu cât valoarea lui K P este mai mare, cu atât bucla de histerezis este mai dreptunghiulară. Pentru materialele magnetice utilizate în automatizări și dispozitive de stocare computerizate, K P = 0,7-0,9.
Energia volumetrică specifică W M (J / m3) - o caracteristică utilizată pentru a evalua proprietățile materialelor dure magnetic - este exprimată prin formula W M \u003d (B d H d /2) M, unde B d este inducția corespunzătoare maximului valoarea energiei volumetrice specifice, T; H d este intensitatea câmpului magnetic corespunzătoare valorii maxime a energiei volumetrice specifice, A/m.
Orez. 1.6.1
Curbele 1 de demagnetizare și 2 ale energiei magnetice specifice a unui magnet deschis sunt prezentate în fig. 1.6.1 Curba 1 arată că la o anumită valoare a inducției B d și a intensității corespunzătoare a câmpului magnetic H d, energia volumetrică specifică a magnetului permanent atinge valoarea sa maximă W d . Aceasta este energia maximă generată de un magnet permanent în spațiul de aer dintre polii săi, pe unitatea de volum a magnetului. Cu cât valoarea numerică W M este mai mare, cu atât materialul dur magnetic este mai bun și, în consecință, cu atât magnetul permanent este mai bun din acesta.
Procesul de inversare a magnetizării materialelor magnetice într-un câmp magnetic alternant este însoțit de transformarea unei anumite părți a energiei câmpului magnetic în căldură, care se manifestă în exterior prin încălzirea materialului magnetic. Această energie pe unitatea de timp se numește pierderi magnetice. Se caracterizează de obicei prin pierderi magnetice specifice p sp, W/kg sau tangenta unghiului de pierdere magnetică tgδ m.
Din punct de vedere al mecanismului de apariție a pierderilor, se disting două tipuri principale de pierderi magnetice - pierderile de histerezis și pierderile de curent turbionar.
Pierderea histerezisului sunt asociate cu fenomenul de histerezis magnetic si cu deplasari ireversibile ale peretilor domeniului. Pierderea de histerezis este proporțională cu aria buclei de histerezis. Deoarece ciclul de histerezis și pierderile asociate sunt repetate în fiecare perioadă, pierderea de histerezis este proporțională cu frecvența câmpului magnetic alternativ.
Pierdere cu curent turbionar sunt numite curenti electrici, pe care fluxul magnetic îl induce în materialul magnetic. Ele sunt proporționale cu pătratul frecvenței câmpului magnetic și, prin urmare, la frecvențe înalte sunt factorul limitativ în utilizarea materialelor magnetice.
În foarte slab campuri magneticeși, de regulă, încă un mecanism de pierderi magnetice se distinge în materialele magnetice moi - pierderi suplimentare asupra efectului secundar magnetic (vâscozitatea magnetică). Esența fizică a acestui mecanism nu este încă suficient de clară.
Pentru a lucra în câmpuri magnetice alternative se folosesc materiale care au o buclă de histerezis foarte îngustă, adică. forță coercitivă foarte mică. De exemplu, forța coercitivă a unui material, cum ar fi supermaloy, este de 0,2 A/m. În plus, sunt luate diferite măsuri pentru reducerea curenților turbionari. Scopul general al acestor măsuri este de a crește rezistivitatea electrică a materialelor magnetice. De exemplu, în oțelurile electrice, o creștere a rezistivității electrice se realizează prin adăugarea de siliciu într-o concentrație de până la 5%. Aceste materiale sunt realizate sub formă de foi subțiri, a căror suprafață este izolată electric. În materialele magnetice sub formă de pulbere, particulele materialului magnetic însuși sunt acoperite cu un material izolator electric adecvat. Din acest punct de vedere, cele mai avantajoase sunt materialele ferimagnetice (feritele), care, după valoarea rezistivității, pot fi clasificate ca semiconductori și chiar dielectrici.
Materialele magnetice moi se caracterizează prin capacitatea de a fi magnetizate și demagnetizate cu ușurință. Au o buclă de histerezis îngustă, forță coercitivă scăzută, valori ridicate ale permeabilității magnetice inițiale și maxime, inducție magnetică de saturație mare și pierderi magnetice specifice scăzute.
Proprietățile și domeniul de aplicare al fierului pur comercial, precum și al tablelor de oțel electric cu conținut diferit de siliciu
Fierul pur din punct de vedere tehnic este considerat a fi fier care conține mai puțin de 0,1% carbon și o cantitate foarte mică de alte impurități.
În funcție de metoda de fabricare a fierului pur, există fier electroliticși carbonil.
Fierul electrolitic este utilizat în câmpuri permanente când este necesară inducția cu saturație mare.
Fierul carbonil este utilizat în principal sub formă de pulbere pentru fabricarea miezurilor în inginerie electrică de înaltă frecvență.
Tablele de oțel electrice sunt fabricate din oțeluri siliconice cu un conținut de carbon mai mic de 0,05% și siliciu de la 0,7 la 4,8%.
Conform metodei de laminare, oțelurile electrice din tablă se împart în obișnuite (laminate la cald), care au proprietăți izotrope și texturate (laminate la rece), care au o textură magnetică, ca urmare a căreia sunt anizotrope.
Proprietățile și domeniul de aplicare a aliajelor cu permeabilitate magnetică inițială mare (permaloys), cu permeabilitate magnetică constantă (perminvars) și cu inducție magnetică de saturație mare (permendura)
Materialele cu permeabilitate inițială ridicată includ un grup de aliaje de fier și nichel cu un conținut de nichel de 35 până la 80%, cunoscut sub numele de permalloys. Alături de fierul complet pur, acestea sunt cele mai pronunțate materiale magnetic moi în general. Aliaj supermalloy cu o compoziție aproximativă de 79% Ni, 15% Fe, 5% Mo, 0,5% Mn are o permeabilitate relativă maximă de până la 2 10 6 cu o forță coercitivă ușoară H cu\u003d 0,2 A / m.
Dezavantajele aliajelor de tip permalloy sunt costul lor relativ ridicat (conțin metale rare), necesitatea unui tratament termic complex și dependența puternică a proprietăților de stresul mecanic.
Materialele cu permeabilitate magnetică constantă se disting printr-o buclă de histerezis îngustă. Cel mai cunoscut material cu permeabilitate magnetică permanentă este perminvar(compoziție: 45% Ni, 29,4% Fe, 25% Co și 0,6% Mn). Aliajul este recoacet la 1000°C, după care se menține la 400–500°C și se răcește lent. Perminvarul are o forță coercitivă mică, permeabilitatea magnetică inițială a perminvarului este de 300 și rămâne constantă în domeniul intensității câmpului până la 250 A/m la o inducție de 0,1 T. Perminvar nu este suficient de stabil magnetic, sensibil la temperatură și solicitări mecanice. O stabilitate mai satisfăcătoare a permeabilității magnetice se distinge printr-un aliaj numit izopermă, care include fier, nichel și aluminiu sau cupru. Isoperm are o permeabilitate magnetică de 30-80, care se modifică puțin într-un câmp cu o putere de până la câteva sute de amperi pe metru.
Cea mai mare inducție de saturație magnetică, împreună cu oțelurile electrice cu siliciu cu un conținut scăzut de siliciu, se caracterizează prin materiale de acest tip permendur bazat aliaje fier-cobalt, având o inducție de saturație deosebit de mare, până la 2,4 T, adică mai mare decât cea a tuturor feromagneților cunoscuți. Rezistivitatea electrică a unor astfel de aliaje este scăzută . Acestea sunt aliaje de fier cu cobalt cu un conținut de cobalt de 49 până la 70%, aliat cu vanadiu (2%).
Datorită costului ridicat, permenduriile pot fi utilizate numai în echipamente specializate, în special, în difuzoare dinamice, osciloscoape, membrane telefonice etc.
Proprietăți și domeniul de aplicare al aliajelor cu proprietăți speciale (aliaje de compensare a temperaturii, aliaje pentru fabricarea magneților permanenți pe bază de metale)
Se folosesc materiale cu o mare dependență a permeabilității magnetice de temperatură compensarea temperaturii (compensare termică) circuite magnetice. Acestea includ aliaje termomagnetice pe bază de Ni-Cu, Fe-Ni sau Fe-Ni-Cr. Aceste aliaje sunt folosite pentru a compensa eroarea de temperatură din instalații cauzată de o modificare a inducției magneților permanenți sau de o modificare a rezistenței firelor din dispozitivele magnetoelectrice față de valoarea la care a fost efectuată calibrarea. Pentru a obține o dependență pronunțată de temperatură a permeabilității magnetice, se utilizează proprietatea feromagneților de a reduce inducția odată cu creșterea temperaturii în apropierea punctului Curie. Pentru acești feromagneți, punctul Curie se află între 0 și 100 °C, în funcție de adăugarea elementelor de aliere. Aliajul Ni-Cu cu un conținut de 30% Cu poate compensa erorile de temperatură pentru limitele de temperatură de la -20 la +80 0 С (Fig. 48) și cu 40% Cu - de la -50 la +10 ° С.
|
Figura 48 - Dependența de temperatură inducerea unui aliaj termomagnetic într-un câmp magnetic de 8 kA/m
Aliajele Fe-Ni-Co (compensatoare) au primit cea mai mare aplicație tehnică. Avantajele lor sunt: reversibilitatea completă a proprietăților în intervalul de temperatură de la -70 la +70 °C, reproductibilitatea ridicată a caracteristicilor probei și prelucrabilitate bună.
Din ele se realizează șunturi magnetice, cu ajutorul cărora se realizează stabilitatea la temperatură a proprietăților magnetice ale circuitelor cu magnet permanent. Pe măsură ce temperatura crește, fluxul magnetic în spațiul de lucru al magnetului permanent scade. Această modificare este compensată de o creștere a rezistenței magnetice a șuntului magnetic.
Cele cunoscute aliaje de compensare termică sunt permalloy cu un conținut de nichel de 30%, în care temperatura punctului Curie este controlată prin mici modificări ale conținutului de nichel, precum și un aliaj de fier cu nichel (30%) și molibden (2%).
Pentru fabricarea magneților permanenți se folosesc materiale magnetice dure, care se disting prin valori ridicate ale energiei magnetice specifice și, în consecință, produs energetic (VN) max. Ele tind să aibă valori ridicate ale forței coercitive și ale inducției reziduale. Din punct de vedere structural, acestea se caracterizează prin tensiuni interne și un număr mare de defecte diverse, care împiedică mișcarea pereților domeniului. Într-un număr de cazuri, regiunile cu un singur domeniu sunt create în mod deliberat în materiale, care pot fi remagnetizate doar prin schimbarea direcției de magnetizare, care necesită o energie semnificativă. Prin urmare, astfel de materiale au o forță coercitivă mare.
Cele mai vechi materiale pentru magneții permanenți sunt oteluri martensitice.În prezent, se folosesc numai oțeluri martensitice aliate, purtând denumiri în conformitate cu denumirea aditivului de aliere: crom(până la 3% Cr), tungsten(până la 8% W) și cobalt(până la 15% Co). În prezent, proporția magneților din oțeluri martensitice este mai mică de 10%.
Cel mai mare număr de magneți permanenți sunt fabricați din aliaje precum Al-Ni și Al-Ni-Co.
Aliaje de tip Al-Ni (alni) sunt aliaje de fier cu nichel (20-30%) și aluminiu (11-13%). Sunt foarte tari și fragili, așa că magneții permanenți sunt fabricați din ei prin turnare sau metalurgia pulberilor. Au proprietăți anizotrope. Aliajele sunt aliate cu cupru, ceea ce realizează o mai bună repetabilitate a proprietăților și facilitează prelucrarea. Titanul este, de asemenea, folosit ca element de aliere. Forța coercitivă H c aliajele ajunge la 50 kA/m, iar (HV) max atinge 12 kJ/m 3 .
Aliaje Al-Ni-Co (alnico) sunt aliaje de fier cu nichel (12-26%), cobalt (2-40%) și aluminiu (6-13%) cu adaos de cupru (2-8%), titan (0-9%) și niobiu ( 0-3%) pentru a îmbunătăți proprietățile. La un continut de Co de pana la 15% sunt izotrope; la un continut mai mare de cobalt sunt supuse unui tratament termomagnetic si sunt anizotrope. Aliajele izotrope au (BH) max până la 16 kJ/m 3 , aliaje anizotrope - până la 44 kJ/m 3 . Aliajele cu cristalizare orientată în direcția magnetizării viitoare au (BH) max până la 83 kJ/m 3. Aliajele de tip alnico sunt de câteva ori mai scumpe decât aliajele de tip alni.
De mare importanță sunt aliajele dure magnetic de tipurile Fe-Co-Mo, Fe-Co-V, Cu-Ni-Fe (anizotrope), Cu-Ni-Co, Ag-Mn-Al etc.
