Je známe, že keď je feromagnet vystavený magnetickému poľu s pevnou intenzitou H, hodnota magnetizácie J, a teda indukcia AT vďaka tomuto poľu dosiahnu svoje vypočítané hodnoty s určitým oneskorením. Takýto jav je tzv magnetická viskozita. Magnetická viskozita je jedným z faktorov spôsobujúcich nevratnú stratu energie (a následne zahrievanie materiálu) vo feromagnetickom telese; tieto straty sa nazývajú straty pre magnetickú viskozitu alebo zvyškový straty.
Proces magnetizácie obrátenia magnetických materiálov v striedavom magnetickom poli je spojený aj s tepelnými stratami časti energie magnetického poľa. Straty energie vo forme tepla sa vyznačujú špecifické magnetické straty Р bije Podľa mechanizmu výskytu sa rozlišujú strata hysterézy a dynamické straty.
Strata hysterézy sú spojené s fenoménom magnetickej hysterézie a s nevratným posunom hraníc domén. Tieto straty sú úmerné ploche hysteréznej slučky a frekvencii striedavého poľa. Špecifická strata výkonu R g, vynaložené na hysterézu, je určené:
R r = h f B max n, (5.38)
kde h je koeficient závislý od vlastností materiálu; B max - maximálna indukcia počas cyklu; n- exponent ( n = 1,6 - 2,0); f- frekvencia zmeny magnetického poľa.
Dynamické straty sa volajú vírivé prúdy a straty v dôsledku magnetickej viskozity b.
Dynamické straty v dôsledku strát v dôsledku magnetickej viskozity sú spojené s oneskorením magnetickej indukcie od zmien intenzity magnetického poľa.
Strata vírivého prúdu sú spôsobené prúdmi, ktoré sa indukujú v magnetickom materiáli v dôsledku meniaceho sa magnetického toku: v dôsledku javu elektromagnetickej indukcie dochádza k EMF. V materiáli vznikajú kruhové (kruhové) prúdy ( Foucaultove prúdy). Pretože feromagnetika ako oceľ alebo nichróm sú vodivé materiály, potom významné Foucaultove prúdy vedú k zahrievaniu materiálu (niekedy až stovky stupňov Celzia). Zníženie elektrického odporu magnetického materiálu vedie k zvýšeniu strát a následne k väčšiemu ohrevu materiálu.
Špecifická strata výkonu je vyjadrená nasledovne
P(f) = b f B max 2 , (5,39)
kde b je koeficient v závislosti od druhu materiálu a jeho tvaru.
Je zrejmé, že primárnou úlohou zníženia strát spôsobených Foucaultovými prúdmi je zvýšenie merného odporu materiálu, ale to nie je vždy možné, napríklad všetky druhy ocele majú blízke hodnoty elektrického merného odporu.
Aby sa znížil účinok vírivých prúdov a znížili sa straty spôsobené obrátením magnetizácie feromagnetík, magnetický obvod nie je integrovaný, ale zostavený ( zmiešané) od seba navzájom izolované tenké oceľové plechy, ktorej lietadlá sa nachádzajú rovnobežné s magnetickými siločiarami. V takomto dizajne je po prvé každý list od seba izolovaný, t.j. odpor medzi nimi je dostatočne veľký a Foucaultove prúdy sú výrazne znížené. Po druhé, v dôsledku správnej voľby orientácie oceľového plechu vzhľadom na čiary magnetickej indukcie sa malá časť toku mení v každom plechu jadra, takže EMF indukovaný v obvode plechu a vírivé prúdy v ňom zmenšiť.
Nakoniec sa veľkosť vírivých prúdov v plechu zmenšuje, pretože prúdové dráhy v plechu sa predlžujú a prierez plechu sa zmenšuje.
Vírivé prúdy sa znižujú zvýšením špecifického elektrického odporu materiálu jadra zavedením kremíkových prísad do elektroocelí. Na rovnaký účel používajú magnetodielektrikum a ferit jadrá.
Komu dodatočné straty zahŕňajú všetky straty iné ako straty vírivým prúdom a hysterézne straty; môžu byť spôsobené takými javmi, ako je magnetická viskozita, rezonancia posunu magnetickej steny, rezonancia spôsobená anizotropiou a rotáciou vektora magnetizácie atď.
Všetky tieto straty sú rozptyl energie- nevratná strata energie rozptýlenej vo forme tepla vo feromagnetických materiáloch. V striedavom magnetickom poli určujú dodatočné zaťaženie napájacieho zdroja elektrického obvodu. Napríklad zavedenie magnetického materiálu (magnetického obvodu) do vinutia (cievka, solenoid, toroid atď.) je ekvivalentné zvýšeniu elektrického odporu obvodu jednosmerného prúdu.
Strata energie(alebo jednoducho, magnetické straty) v magnetickom obvode Pi(W) definuje ekvivalentný odpor RI:
RI = Pi/ja 2, Ohm, (5,40)
kde ja- efektívna hodnota sily prúdu v obvode, A.
Na obr. 5.6 je znázornený podmienený elektrický (a) a ekvivalentný ekvivalentný obvod (b), ako aj vektorový diagram (c) prúdov a napätí.
Stratová tangenta v magnetickom materiáli sa vypočíta takto:
tgd m = U R/U L = RI/w L = (R g_ + R v + R e)/w L, (5.41)
kde R G, R v, R d - ekvivalentné odpory v dôsledku hysterézie, víru a dodatočných strát.
Ryža. 5.6. Obvod (a), ekvivalentný obvod (b), vektorová schéma obvodu s magnetom
GOST 12119.4-98
INTERSTATEŠTANDARDNÝ
Elektrická oceľ
METÓDY URČOVANIA MAGNETICKÝCH A ELEKTRICKÝCH VLASTNOSTÍ
Metóda merania špecifických magnetických strát a efektívnej hodnoty intenzity
magnetické pole
elektrická oceľ.
Termíny používané v tomto štandarde, - podľa GOST 12119.0.
4 Príprava skúšobných telies
5 Použité vybavenie
Solenoid musí mať rám vyrobený z nemagnetického izolačného materiálu, na ktorý sa najskôr umiestni meracie vinutie II , potom s jedným alebo viacerými drôtmi - magnetizačné vinutie I. Každý drôt je rovnomerne položený v jednej vrstve.
Relatívny maximálny rozdiel v amplitúdach magnetickej indukcie v oblasti vzorky vo vnútri solenoidu by nemal prekročiť ± 5%.
6 Príprava na merania
kde m- hmotnosť vzorky, kg;
D, d - vonkajší a vnútorný priemer krúžku, m;
γ - hustota materiálu, kg/m 3 .
Hustota materiálu γ, kg/m 3 , sú vybrané podľa dodatku 1 GOST 21427.2 alebo vypočítané podľa vzorca
kde K Si a K AI- hmotnostné frakcie kremíka a hliníka, %.
kde je pomer hustoty izolačného povlaku k hustote materiálu vzorky,
kde γ p - hustota izolácie rovná 1,610 3 kg/m 3 pre anorganický náter a 1,1 10 3 kg/m 3 pre organické;
K h - faktor plnenia stanovený podľa GOST 21427.1.
kde l P - dĺžka pásu, m.
kde l l - dĺžka listu, m.
kde S- plocha prierezu vzorky, m 2 ;
W 2 - počet závitov vinutia vzorky II;
r 2 - celkový odpor vinutiaII vzorka T2 a cievky T1, Ohm;
r uh - ekvivalentný odpor zariadení a zariadení pripojených k vinutiu II vzorka T2, Ohm, vypočítané podľa vzorca
kde r V1, r V2, r W , r A - aktívne odpory voltmetrovPV1, PV2,napäťový obvod wattmetraPWa reťaze spätná väzba napätím výkonového zosilňovača, resp. Ohm.
Hodnota vo vzorci () sa zanedbá, ak jej hodnota nepresiahne 0,002.
kde W 1 W 2 - počet závitov vinutia vzorky T2;
μ 0 - 4 π 10 - 7 - magnetická konštanta, H/m;
S 0 - plocha prierezu meracieho vinutia vzorky, m 2 ;
S- plocha prierezu vzorky určená podľa údajov v m 2 ;
l St - priemerná dĺžka siločiary magnetického poľa, m.
Pre prstencové vzorky priemerná dĺžka siločiary magnetického poľal St , m, vypočítané podľa vzorca
V štandardných testoch pre vzorku prúžkov, priemerná dĺžkal sobáš, m, sa berie rovná 0,94 m. Ak je potrebné zlepšiť presnosť určovania magnetických veličín, hodnotyl St vyberte si z tabuľky.
alebo podľa priemernej rektifikovanej hodnoty EMPU sr.m , V, indukované vo vinutí II cievky T1s navíjaním na Ido magnetizačného obvodu podľa vzorca
kde M - vzájomná indukčnosť cievky, H; nie viac ako 110-2H;
f- frekvencia remagnetizácie, Hz.
kde m - hmotnosť vzorky, kg;
l P - dĺžka pásu, m.
V prípade prstencových vzoriek sa predpokladá, že efektívna hmotnosť sa rovná hmotnosti vzorky. Efektívna hmotnosť vzorky plechu je určená výsledkami metrologickej certifikácie zariadenia.
7 Postup merania
7.1 Stanovenie špecifických magnetických strát je založené na meraní činného výkonu spotrebovaného na remagnetizáciu vzorky a spotrebovaného zariadeniamiPV1, PV2, PWa obvod spätnej väzby zosilňovača. Pri skúšaní vzorky plechu sa berú do úvahy straty v strmeňoch. Aktívny výkon je určený nepriamo napätím na vinutí II vzorka 72.
7.1 .1 Pri inštalácii (pozri obrázok) zatvorte klávesy S2, S3, S4a otvorte kľúčS1.
7.1.2 Nastavte napätieU sobáš, U alebo ( U cf + Δ U), V, voltmetromPV 1; remagnetizačná frekvenciafHz; skontrolujte ampérmetrom RA ten wattmeterPWnie je preťažený; zatvorte kľúčS1a otvorte kľúčS2.
7.1.3 V prípade potreby upravte údaj voltmetra.PV1na nastavenie požadovanej hodnoty napätia a meranie efektívnej hodnoty napätiaU 1, V, voltmeter PV 2a moc R m, W, wattmeter P.W.
7.1.4 Nastavte napätie zodpovedajúce väčšej hodnote amplitúdy magnetickej indukcie a zopakujte operácie uvedené v , .
7.2 Stanovenie efektívnej hodnoty intenzity magnetického poľa je založené na meraní magnetizačného prúdu.
7.2 .1 Pri inštalácii (pozri obrázok) zatvorte klávesy S2, S4a odomknite kľúčeS1, S3.
7.2.2 Nastavte napätieU cp alebo U, V, remagnetizačná frekvenciaf, Hz a určuje sa ampérmetrom RA hodnoty magnetizačného prúduja, ALE.
7.2.3 Nastavte vyššiu hodnotu napätia a zopakujte operácie uvedené v a .
GOST 12119.4-98
MEDZIŠTÁTNY ŠTANDARD
Elektrická oceľ
magnetické pole
Oficiálne vydanie
MEDZIŠTÁTNA RADA PRE ŠTANDARDIZÁCIU, METROLÓGIU A CERTIFIKÁCIU
Predslov
1 VYVINUTÉ Ruskou federáciou, Medzištátnym technickým výborom pre normalizáciu MTK 120 "Kovové výrobky zo železných kovov a zliatin"
PREDSTAVIL Gosstandart z Ruska
2 PRIJATÉ Medzištátnou radou pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (zápisnica č. 13-98 z 28. mája 1998)
|
Názov štátu |
Názov národného normalizačného orgánu |
|
Azerbajdžanská republika |
Az štátny štandard |
|
Arménska republika |
Štandard Armgos |
|
Bieloruskej republiky |
Štátny štandard Bieloruska |
|
Kirgizská republika |
Kirgizsko štandard |
|
Ruská federácia |
Gosstandart Ruska |
|
Tadžická republika |
Tadžický štátny štandard |
|
Turkménsko |
Hlavný štátny inšpektorát Turkménska |
|
Uzbekistanská republika |
Uzgosstandart |
|
Štátny štandard Ukrajiny |
3 vyhlášky Štátny výbor Ruská federácia o normalizácii a metrológii zo dňa 8.12.1998 č. 437 priamo vstúpila do platnosti medzištátna norma GOST 12119.4-98 ako štátna norma Ruská federácia od 1. júla 1999
4 NAMIESTO GOST 12119-80 v časti oddielu 4
© Vydavateľstvo IPK Standards, 1999
Túto normu nemožno úplne alebo čiastočne reprodukovať, replikovať a distribuovať ako oficiálnu publikáciu na území Ruskej federácie bez povolenia štátnej normy Ruska.
MEDZIŠTÁTNY ŠTANDARD
Elektrická oceľ
METÓDY URČOVANIA MAGNETICKÝCH A ELEKTRICKÝCH VLASTNOSTÍ
Metóda merania špecifických magnetických strát a efektívnej hodnoty intenzity
magnetické pole
elektrická oceľ.
Metódy skúšania magnetických a elektrických vlastností.
Metóda merania špecifických magnetických strát a skutočnej hodnoty intenzity magnetického poľa
Dátum uvedenia 1999-07-01
1 oblasť použitia
Táto medzinárodná norma špecifikuje metódu stanovenia špecifických magnetických strát od 0,3 do
50,0 W / kg a efektívna hodnota intenzity magnetického poľa od 100 do 2500 A / m pri frekvenciách reverzácie magnetizácie 50-400 Hz metódou wattmetra a ampérmetra.
Je povolené určovať hodnoty magnetických veličín pri remagnetizačných frekvenciách do 10 kHz na vzorkách prstencov a na vzorkách z prúžkov.
2 Normatívne odkazy
GOST 8.377-80 GSI. Materiály sú mäkké magnetické. Metódy vykonávania meraní pri určovaní statických magnetických charakteristík
GOST 8476-93 Priamočinné analógové indikačné elektrické meracie prístroje a ich pomocné časti. Časť 3: Osobitné požiadavky na wattmetre a varmetre
GOST 8711-93 Priamočinné analógové indikačné elektrické meracie prístroje a ich pomocné časti. Časť 2: Osobitné požiadavky na ampérmetre a voltmetre
GOST 12119.0-98 Elektrotechnická oceľ. Metódy určovania magnetických a elektrických vlastností. Všeobecné požiadavky
GOST 13109-87 Elektrická energia. Požiadavky na kvalitu elektrickej energie vo všeobecných elektrických sieťach
GOST 21427.1-83 Elektricky za studena valcovaný anizotropný oceľový plech. technické údaje
GOST 21427.2-83 Elektricky za studena valcovaný izotropný tenký oceľový plech. technické údaje
3 Všeobecné požiadavky
Všeobecné požiadavky na skúšobné metódy - podľa GOST 12119.0.
Pojmy použité v tejto norme sú v súlade s GOST 12119.0.
Oficiálne vydanie
4 Príprava skúšobných telies
4.1 Skúšobné vzorky musia byť izolované.
4.2 Prstencové vzorky sú zostavené z lisovaných krúžkov s hrúbkou 0,1 až 1,0 mm alebo zvinuté z pásky s hrúbkou nie väčšou ako 0,35 mm a umiestnené do kaziet z izolačného materiálu s hrúbkou nie väčšou ako 3 mm alebo bez -feromagnetický kov s hrúbkou nie väčšou ako 0,3 mm. Kovová kazeta musí mať medzeru.
Pomer vonkajšieho priemeru vzorky k vnútornému by nemal byť väčší ako 1,3; plocha prierezu vzorky nie je menšia ako 0,1 cm2.
4.3. Vzorky pre Epsteinov prístroj sa vyrábajú z pásov s hrúbkou 0,1 až 1,0 mm, dĺžkou 280 až 500 mm a šírkou (30,0 ± 0,2) mm. Prúžky vzorky by sa nemali navzájom líšiť v dĺžke o viac ako ± 0,2 %. Plocha prierezu vzorky by mala byť medzi 0,5 a 1,5 cm2. Počet pásov vo vzorke musí byť násobkom štyroch, pričom minimálny počet pásov je dvanásť.
Vzorky anizotropnej ocele sa režú v smere valcovania. Uhol medzi smermi valcovania a rezania pásov by nemal presiahnuť G.
Pre vzorky izotropnej ocele sa polovica pásov odreže pozdĺž smeru valcovania, druhá - naprieč. Uhol medzi smerom valcovania a rezu nesmie presiahnuť 5°. Pásy sú zoskupené do štyroch balíkov: dva - z pásov narezaných pozdĺž smeru valcovania, dva - naprieč. Balíky s rovnako narezanými pásikmi sú umiestnené v paralelných zvitkoch zariadenia.
Je dovolené rezať pásy pod rovnakým uhlom k smeru valcovania. Smer valcovania pre všetky pásy uložené v jednom zvitku musí byť rovnaký.
4.4 Vzorky plechov sa vyrábajú s dĺžkou 400 až 750 mm. Dĺžka plachty musí byť aspoň vonkajšia dĺžka strmeňa: šírka plachty musí byť aspoň 60 % šírky okna elektromagnetu. Tolerancia dĺžky by nemala presiahnuť ± 0,5%, šírky - ± 2 mm.
Povrch a tvar plechov musia zodpovedať GOST 21427.1 a GOST 21427.2.
5 Použité vybavenie
5.1 Inštalácia. Schéma inštalácie je znázornená na obrázku 1.
5.1.1 Voltmetre PV1 - na meranie priemernej hodnoty usmerneného napätia a následné určenie amplitúdy magnetickej indukcie a PV2 - na meranie efektívnej hodnoty napätia a následné určenie tvarového faktora jeho krivky musia mať limit merania 30 mV do 100 V, maximálny vstupný prúd nie je väčší ako 5 mA, trieda presnosti nie nižšia ako 0,5 podľa GOST 8711.
Je povolené použiť delič napätia k voltmetru PV1, aby sa získali hodnoty numericky rovné amplitúdam magnetickej indukcie.
5.1.2 PW wattmeter na meranie činného výkonu a následné určenie špecifických magnetických strát musí mať limit merania 0,75 až 30 W, menovitý účinník najviac 0,1 pri frekvencii 50 Hz a 0,2 pri vyššej frekvencii; trieda presnosti nie menšia ako 0,5 pri frekvencii remagnetizácie od 50 do 400 Hz alebo nie menšia ako 2,5 - pri frekvencii vyššej ako 400 Hz podľa GOST 8476.
Je povolené použiť delič napätia k wattmetru na získanie hodnôt numericky rovných hodnotám špecifických magnetických strát. Výstup deliča napätia musí byť pripojený k paralelnému obvodu wattmetra, vstup - k vinutiu II vzorky T2.
5.1.3 Ampérmeter PA na meranie efektívnej hodnoty magnetizačného prúdu a následné určenie efektívnej hodnoty intenzity magnetického poľa musí mať hranicu merania 0,1 až 5,0 A, triedu presnosti minimálne 0,5 podľa GOST 8711. Pri sledovaní zaťaženia prúdového obvodu wattmetra je povolené zvýšiť najmenšiu hranicu merania až na 1,0 A. Maximálny výkon spotrebovaný ampérmetrom pri meraní so vzorkami z plechov so šírkou väčšou ako 250 mm by nemal byť väčší ako 1,0 V A; pre ostatné vzorky - nie viac ako 0,2 V - A
5.1.4 Frekvenčný čítač PF na meranie frekvencie s chybou nepresahujúcou ±0,2 %.
5.1.5 Zdroj C na magnetizáciu vzorky by mal mať nízkofrekvenčný generátor s výkonovým zosilňovačom alebo regulátor napätia so stabilizátorom frekvencie 50 Hz. Faktor nesínusovosti napätia zaťaženého zdroja by nemal presiahnuť 5 % podľa GOST 13109. Menovitý výkon zdroja pri frekvencii obrátenia magnetizácie 50 Hz by mal byť najmenej 0,45 kVA na 1,0 kg hmotnosti vzorky a min. 0,3 kV-A pre hodnoty uvedené v tabuľke 1.
stôl 1
|
Frekvencia remagnetizácie, kHz |
Hmotnosť vzorky, kg |
|||||
|
DO 1,0 VRÁTANE | ||||||
Je dovolené použiť zosilňovač spätnej väzby na získanie tvaru krivky magnetického toku vzorky, blízkeho sínusoide. Koeficient nesínusoidy tvaru krivky EMF vo vinutí by nemal presiahnuť 3%; výkon spotrebovaný obvodom spätnej väzby napätia nesmie presiahnuť 5 % nameraných magnetických strát.
5.1.6 Voltmetre PV1 a PV2, napäťový obvod wattmetra PW a spätná väzba zosilňovača nesmú spotrebovať viac ako 25 % nameranej hodnoty.
5.1.7 Cievka 77 na kompenzáciu magnetického toku mimo vzorky musí mať počet závitov vinutia I nie väčší ako päťdesiat, odpor - nie väčší ako 0,05 Ohm, odpor vinutia II - nie väčší ako 3 Ohm. Vinutia sú uložené na valcovom ráme z nemagnetického izolačného materiálu s dĺžkou 25 až 35 mm a priemerom 40 až 60 mm. Os cievky musí byť kolmá na rovinu siločiar vzorky, keď je upevnená na Epsteinovom prístroji. Relatívny rozdiel medzi koeficientmi vzájomnej indukčnosti cievky T1 a Epsteinovej aparatúry bez vzorky by nemal presiahnuť ±5 %.
Je dovolené vylúčiť cievku T1 z obvodu (pozri obrázok 1) s magnetickým tokom mimo vzorky, ktorý nepresahuje 0,2 % meraného.
5.1.8 Magnetizácia I a meranie II vinutia prstencovej vzorky T2 musí spĺňať požiadavky GOST 8.377.
5.1.9 Epsteinov prístroj používaný na testovanie vzoriek zložených z pásikov T2 musí mať štyri cievky na rámoch z nemagnetického izolačného materiálu s nasledujúcimi rozmermi:
vnútorná šírka okna - (32,0±0,5) mm;
výška - od 10 do 15 mm;
hrúbka steny rámu - od 1,5 do 2,0 mm;
dĺžka úseku cievky s vinutím nie je menšia ako 190 mm;
dĺžka cievky - (220±1) mm.
Počet závitov vinutia zariadenia sa volí podľa tabuľky 2.
tabuľka 2
5.1.10 Plošný prístroj používaný na skúšanie vzoriek T2 musí mať solenoid a dve strmene. Konštrukcia strmeňov musí zabezpečiť rovnobežnosť kontaktných plôch a mechanickú tuhosť, ktorá vylučuje vplyv na magnetické vlastnosti vzorky. Šírka pólov strmeňov z elektrooceľovej ocele musí byť najmenej 25 mm, pólov z presných zliatin - 20 mm. Magnetické straty v strmeňoch by nemali presiahnuť 5% nameraných; relatívny rozdiel amplitúd magnetického toku v jarmách by nemal presiahnuť ±15 %.
Na meranie relatívnej zmeny špecifických magnetických strát, napríklad pri hodnotení zvyškového napätia podľa GOST 21427.1, je povolené používať zariadenia s otvorenými strmeňmi.
Solenoid musí mať rám z nemagnetického izolačného materiálu, na ktorý sa najskôr umiestni meracie vinutie II, potom sa s jedným alebo viacerými drôtmi umiestni magnetizačné vinutie I. Každý drôt je rovnomerne uložený v jednej vrstve.
Relatívny maximálny rozdiel v amplitúdach magnetickej indukcie v oblasti vzorky vo vnútri solenoidu by nemal prekročiť ± 5%.
6 Príprava na merania
6.1 Vzorky z pásov, plechov alebo prstencových tvarov sú spojené tak, ako je znázornené na obrázku 1.
6.2 Vzorky z pásov alebo plechov sa umiestnia do prístroja. Vzorky z prúžkov sa umiestnia do Epsteinovho prístroja, ako je znázornené na obrázku 2.
Je dovolené fixovať polohu pásikov a listov v prístroji tak, aby sa vytvoril tlak najviac 1 kPa kolmo na povrch vzorky mimo magnetizačných cievok.
6.3 Vypočítajte plochu prierezu S, m 2 vzoriek:
6.3.1 Plocha prierezu 5, m 2 pre prstencové vzorky materiálu s hrúbkou najmenej 0,2 mm sa vypočíta podľa vzorca
Obrázok 2 - Schéma kladenia pásov vzorky
o)
kde m je hmotnosť vzorky, kg;
D, d - vonkajší a vnútorný priemer krúžku, m; y je hustota materiálu, kg / m 3.
Hustota materiálu y, kg / m 3 sa vyberá podľa dodatku 1 GOST 21427.2 alebo sa vypočíta podľa vzorca
y \u003d 7865 – 65 (tf Si + 1,7A ^\u003e,
kde K S i a Ad) - hmotnostné frakcie kremíka a hliníka, %.
6.3.2 Plocha prierezu S, m 2 pre prstencové vzorky materiálu s hrúbkou menšou ako 0,2 mm sa vypočíta podľa vzorca
až y (D + d) (1 + Ct
(3)
kde C y \u003d y je pomer hustoty izolačného povlaku k hustote materiálu vzorky, kde y p je hustota izolácie, rovná sa 1,6 10 3 kg / m 3 pre anorganický povlak a
1,1 ■ 10 3 kg / m 3 - pre organické;
K, - faktor plnenia, stanovený podľa GOST 21427.1.
6.3.3 Plocha prierezu S, m 2 vzoriek zložených z pásikov pre Epsteinov prístroj sa vypočíta podľa vzorca
(4)
kde ^ - dĺžka pásu, m.
6.3.4 Plocha prierezu vzorky plechu S, m 2, sa vypočíta podľa vzorca
(5)
kde 1 L je dĺžka listu, m.
6.4 Chyba pri určovaní hmotnosti vzoriek by nemala presiahnuť ±0,2%, vonkajší a vnútorný priemer krúžku - ±0,5%, dĺžka pásikov - ±0,2%.
6.5 Merania pri hodnote amplitúdy magnetickej indukcie menšej ako 1,0 T sa vykonávajú po demagnetizácii vzoriek v poli s frekvenciou 50 Hz.
Nastavte napätie zodpovedajúce amplitúde magnetickej indukcie aspoň 1,6 T pre anizotropnú oceľ a 1,3 T pre izotropnú oceľ, potom ho postupne znižujte.
Doba demagnetizácie musí byť minimálne 40 s.
Pri meraní magnetickej indukcie v poli so silou menšou ako 1,0 A/m sa vzorky po demagnetizácii uchovávajú 24 hodín; pri meraní indukcie v poli so silou viac ako
Expozičný čas 1,0 A/m možno skrátiť na 10 min.
Je povolené skrátiť čas expozície s relatívnym rozdielom medzi hodnotami indukcie získanými po normálnej a zníženej expozícii v rozmedzí ± 2%.
6.6 Horné hranice hodnôt nameraných magnetických veličín pre vzorky prstencového tvaru a zložené z pásikov musia zodpovedať amplitúde intenzity magnetického poľa maximálne 5 10 3 A/m pri frekvencii obrátenia magnetizácie. 50 až 60 Hz a nie viac ako 1 10 3 A/m - pri vyšších frekvenciách; spodné limity - najmenšie hodnoty amplitúdy magnetickej indukcie uvedené v tabuľke 3.
Tabuľka 3
Najmenšia hodnota amplitúdy magnetickej indukcie pre vzorky plechu by sa mala rovnať 1,0 T.
6.7 Pre voltmeter PV1 kalibrovaný v priemerných usmernených hodnotách napätie
V B, zodpovedajúce danej amplitúde magnetickej indukcie B ^, Tl a frekvencii obrátenia magnetizácie /, Hz, sa vypočíta podľa vzorca
U cp = 4fSW 2 B mx (\-%, (6)
kde S je plocha prierezu vzorky, m 2 ;
W 2 - počet závitov vinutia vzorky II;
g 2 - celkový odpor vinutia II vzorky T2 a cievky 77, Ohm; g e - ekvivalentný odpor zariadení a zariadení pripojených k vinutiu II vzorky T2, Ohm, vypočítaný podľa vzorca
(7)
kde g p g p, gzg, g A sú aktívne odpory voltmetrov PV1, PV2, napäťového obvodu wattmetra PW a napäťového spätnoväzbového obvodu výkonového zosilňovača, respektíve Ohm.
Hodnota - vo vzorci (6) sa zanedbáva, ak jej hodnota nepresiahne 0,002.
6.8 Pre voltmeter PV1, kalibrovaný na efektívne hodnoty napätia sínusom ďalekého tvaru, sa hodnota hodnoty U, V vypočíta podľa vzorca
U=4,44fSJV 2 B max (l-^).
6.9 Pri absencii cievky T1 vypočítajte korekciu AU, V v dôsledku magnetického toku mimo vzorky podľa vzorca
A U = 4/U", ^ Mo (^ -S)f-U> (9)
kde je počet závitov vinutia vzorky T2,
Ale - 4. 10 -7 - magnetická konštanta, H/m;
S 0 - plocha prierezu meracieho vinutia vzorky, m 2 ;
S je plocha prierezu vzorky, určená podľa 6.3, v m 2 ;
1 C p - priemerná dĺžka siločiary magnetického poľa, m.
Pre vzorky v tvare prstenca sa priemerná dĺžka siločiary magnetického poľa / sr, m vypočíta podľa vzorca
lcp = y(D + d). 0°)
Pri štandardných testoch pre vzorku prúžkov sa priemerná dĺžka l^, m rovná 0,94 m. Ak je potrebné zlepšiť presnosť určovania magnetických veličín, je možné vybrať hodnoty / cp z tabuľky 4.
Tabuľka 4
Pre vzorku plechu je priemerná dĺžka siločiary magnetického poľa / cf, m určená výsledkami metrologickej certifikácie zariadenia;
/ max - prúdová amplitúda, A; vypočítané v závislosti od amplitúdy poklesu napätia U R p ^, V na rezistore s odporom R, Ohm, ktorý je súčasťou magnetizačného obvodu, podľa vzorca
(P)
alebo podľa priemernej rektifikovanej hodnoty EMF t / cpM, V, indukovanej vo vinutí II cievky 77 s vinutím I zahrnutým do magnetizačného obvodu, podľa vzorca
Ja a pozri (12)
kde M je vzájomná indukčnosť cievky, H; nie viac ako 110-2 H;
/ - frekvencia remagnetizácie, Hz.
6.10 Pri určovaní špecifických magnetických strát v Epsteinovej aparatúre treba brať do úvahy nehomogenitu magnetizácie rohových častí magnetického obvodu zavedením efektívnej hmotnosti vzorky m a kg, ktorá sa pre vzorky z pásikov vypočíta podľa vzorec
4
(13)
kde m je hmotnosť vzorky, kg;
^ - dĺžka pásu, m.
V prípade prstencových vzoriek sa predpokladá, že efektívna hmotnosť sa rovná hmotnosti vzorky.
Efektívna hmotnosť vzorky plechu je určená výsledkami metrologickej certifikácie zariadenia.
7 Postup merania
7.1 Stanovenie špecifických magnetických strát je založené na meraní činného výkonu spotrebovaného reverzáciou magnetizácie vzorky a spotrebovaného zariadeniami PV1, PV2, PW a spätnoväzbovým obvodom zosilňovača. Pri skúšaní vzorky plechu sa berú do úvahy straty v strmeňoch. Aktívny výkon je určený nepriamo napätím na vinutí II vzorky T2.
7.1.1 Pri inštalácii (pozri obrázok 1) sú kľúče S2, S3, S4 zatvorené a kľúč S1 je otvorený.
7.1.2 Nastavte napätie £ / sr, U alebo (U ^ + DU), V podľa voltmetra PV1; frekvencia remagnetizácie /, Hz; skontrolujte na ampérmetri PA, či nie je preťažený wattmeter PW; zatvorte kľúč S1 a otvorte kľúč S2.
7.1.3 V prípade potreby upravte údaj zdroja voltmetra PV1 tak, aby sa nastavila špecifikovaná hodnota napätia a zmerala sa efektívna hodnota napätia U x , V, voltmetra PV2 a výkonu Р n, W, wattmetra PW.
7.1.4 Nastavte napätie zodpovedajúce väčšej hodnote amplitúdy magnetickej indukcie a zopakujte operácie uvedené v 7.1.2, 7.1.3.
7.2 Stanovenie efektívnej hodnoty intenzity magnetického poľa je založené na meraní magnetizačného prúdu.
7.2.1 Pri inštalácii (pozri obrázok 1) sú spínače S2, S4 zatvorené a spínače S1, S3 sú otvorené.
7.2.2 Nastaviť napätie U cp alebo U, V, frekvenciu remagnetizácie /, Hz a určiť hodnoty magnetizačného prúdu /, A pomocou ampérmetra RA.
7.2.3 Nastavte napätie na vyššiu hodnotu a zopakujte operácie uvedené v
8 Pravidlá spracovania výsledkov meraní
8.1 Faktor tvaru krivky napätia na vinutí II vzorky sa vypočíta podľa vzorca
shche U x - efektívna hodnota napätia, V;
U c p - napätie vypočítané podľa vzorca (6), V.
8.2 Špecifické magnetické straty P^, W/kg vzorky z pásikov alebo prstencového tvaru sa vypočítajú podľa vzorca
kde m x je efektívna hmotnosť vzorky, kg;
R m - priemerná hodnota výkonu, W;
U\ - hodnota efektívneho napätia, V;
Wx, W2 - počet závitov vinutia vzorky 72; g b g e - pozri 6.7.
Hodnoty -y- a ^ sa zanedbajú, ak pomer ~ nepresahuje 0,2 % z -f R m a
pomer - nepresahuje 0,002.
Chyba pri určovaní odporu g e by nemala presiahnuť ± 1 %. Je dovolené nahradiť hodnotu rovnajúcu sa 1,11 f / cp namiesto napätia U x pri = 1,11 ± 0,02.
8.3 Aby sa vylúčil vplyv skreslení tvaru krivky magnetického toku na výsledok merania magnetických strát, vykoná sa úprava na základe skutočnosti, že magnetické straty sa rovnajú súčtu strát pre hysterézu a vírivé prúdy, resp. prvá hodnota je nezávislá od deformácií tvaru krivky magnetického toku a druhá je úmerná druhej mocnine tvarového faktora krivky napätia na vinutí II vzorky.
8.3.1 Ak sa hodnota faktora tvaru krivky napätia Af líši od 1,11 o viac ako ±1 %, špecifické magnetické straty pre sínusový tvar krivky magnetického toku P yjLC9 W/kg sa vypočítajú podľa vzorca
^sp.s ^sp I 1^d)
UlJJ'
kde Rud - špecifické magnetické straty, W / kg;
a,. - pomer špecifických magnetických strát pre hysterézu k špecifickým magnetickým stratám.
8.3.2 Faktor tvaru krivky napätia by mal byť v rozsahu 1,08-1,16 pri meraní špecifických magnetických strát a 1,09-1,13 pri meraní efektívnej hodnoty intenzity magnetického poľa.
8.3.3 Hodnota hodnoty 04. sa vyberá z tabuľky 5.
Tabuľka 5
Je povolená hodnota a vypočítaná z magnetických strát nameraných pri dvoch hodnotách tvarového faktora krivky napätia a konštantných hodnotách amplitúdy magnetickej indukcie a frekvencie podľa vzorca
(Ld ~ La)" ^ \
(*V^i)L,.'
kde Pu1 a Pu1 sú magnetické straty zodpovedajúce Af1 a K^r, určené ako je špecifikované v 8.1, vo W; Aph = 1,11 ± 0,05.
Magnetické straty P m2, W sa merajú tak, ako je uvedené v 7.1.1 - 7.1.4, keď je v magnetizačnom obvode zahrnutý odpor, pre ktorý by mal byť rozdiel (Af 2 - A^) väčší ako 2%.
8.3.4 Ak sa remagnetizačná frekvencia /, Hz, odchyľuje od nominálnej / nom, Hz, vypočítajte korekciu na magnetické straty D P f , W podľa vzorca
N fw "i f D Pf-- f
Korekcia D Pf sa zavádza pri frekvencii f mtt = 50 Hz a pomere
v rozsahu od ±0,5 do ±2,0 %.
8.4 Špecifické magnetické straty Р ud, W / kg vo vzorke plechu sa vypočítajú podľa vzorca
kde tbWx, Wbg2, ge, R a a Ux - pozri vzorec (15);
Р i - magnetické straty v jarme, W, s amplitúdou magnetického toku Ф i, Wb, vypočítané podľa vzorca
Fya - 2 ‘Rtah ■ S>
kde je amplitúda magnetickej indukcie, T;
S je plocha prierezu vzorky, m 2 .
Pre sínusový tvar krivky magnetického toku sa špecifické magnetické straty Р^, W/kg vypočítajú pomocou vzorca (16).
8.5 Efektívna hodnota intenzity magnetického poľa H, A / m, sa vypočíta podľa vzorca
Izh!I % (21 >
kde / cp - dĺžka siločiary magnetického poľa, určená ako je uvedené v 5.9, m;
/ - magnetizačný prúd, A; fVj je počet závitov vinutia I vzorky.
8.6 Chyba merania špecifických magnetických strát vzoriek z pásikov a prstencových tvarov by nemala presiahnuť ± 2,5 % pri frekvencii reverznej magnetizácie od 50 do 400 Hz a ± 5 % pri frekvencii nad 400 Hz; vzorky listov - ±3%.
8.7 Chyba merania efektívnej hodnoty intenzity magnetického poľa by nemala presiahnuť ±5 %.
MDT 669.14.001.4:006.354 MKS 77.040.20 V39 OKSTU 0909
Kľúčové slová: elektrotechnická oceľ, metóda merania, špecifické magnetické straty, magnetické pole, metóda wattmetra a ampérmetra, vzorky, zariadenia, spracovanie výsledkov, chyba merania
Redaktor G.S. Sheko Technický redaktor L.A. Kuznetsova Korektor A/. S. Kabashova Usporiadanie počítača od E. N. Martemyanovej
Ed. osôb. č. 021007 zo dňa 10.08.95. Odovzdané do súpravy 25.12.98. Podpísané na zverejnenie 1. februára 1999. Uel. rúra l. 1,40. Uch.-ed. l. 1.07.
Náklad 299 kópií. C1827. Zach. 64.
IPK Standards Publishing House, 107076, Moskva, Kolodezny per., 14.
Písané vo vydavateľstve na PC
Pobočka Vydavateľstva noriem IPK - typ. „Moskovská tlačiareň“, Moskva, Lyalin per., 6.
Špecifická strata energie pa hysterézia P je strata vynaložená na obrátenie magnetizácie jednotkovej hmotnosti materiálu v jednom cykle. Špecifická hysterézna strata sa často meria vo wattoch na kilogram (W/kg) magnetického materiálu. Ich hodnota závisí od remagnetizačnej frekvencie a hodnoty maximálnej indukcie B M. Špecifické hysterézne straty na cyklus sú určené plochou hysteréznej slučky, t.j. čím väčšia je hysterézna slučka, tým väčšia je strata v materiáli.
Dynamická hysterézna slučka vzniká, keď je materiál remagnetizovaný striedavým magnetickým poľom a má veľkú plochu. než statický, keďže pri pôsobení striedavého magnetického poľa dochádza v materiáli okrem hysteréznych strát k stratám vírivými prúdmi a magnetickému dozvuku, ktorý je určený magnetickou viskozitou materiálu.
Energetické straty spôsobené vírivými prúdmi Pin závisia od elektrického odporu magnetického materiálu. Čím väčšie, tým menšie straty vírivým prúdom. Straty energie vírivými prúdmi závisia aj od hustoty magnetického materiálu a jeho hrúbky. Sú tiež úmerné druhej mocnine amplitúdy magnetickej indukcie B M a frekvencie f premenlivého magnetického poľa.
Pre plošnú vzorku magnetického materiálu sa straty v striedavom poli P v (W / kg) vypočítajú podľa vzorca
kde h je hrúbka plechu, m; V m -- maximálna hodnota (amplitúda) magnetickej indukcie, T; f-- frekvencia Hz; d je hustota materiálu, kg/m3; c - elektrický odpor materiálu, Ohm * m.
Keď je materiál vystavený striedavému magnetickému poľu, zaznamenáva sa dynamická magnetizačná krivka a podľa toho aj dynamická hysterézna slučka. Pomer indukčnej amplitúdy k amplitúde intenzity magnetického poľa na dynamickej magnetizačnej krivke je dynamická magnetická permeabilita m ~ = V m / N m.
Na posúdenie tvaru hysteréznej slučky sa používa koeficient pravouhlosti hysteréznej slučky KP - charakteristika vypočítaná z obmedzujúcej hysteréznej slučky: K P \u003d V n V m.
Čím väčšia je hodnota KP, tým je hysterézna slučka pravouhlá. Pre magnetické materiály používané v automatizácii a počítačových pamäťových zariadeniach je K P = 0,7-0,9.
Špecifická objemová energia W M (J / m3) - charakteristika používaná na hodnotenie vlastností magneticky tvrdých materiálov - je vyjadrená vzorcom W M \u003d (B d H d / 2) M, kde B d je indukcia zodpovedajúca maximu hodnota mernej objemovej energie, T; H d je intenzita magnetického poľa zodpovedajúca maximálnej hodnote špecifickej objemovej energie A/m.
Ryža. 1.6.1
Krivky 1 demagnetizácie a 2 špecifickej magnetickej energie otvoreného magnetu sú znázornené na obr. 1.6.1 Krivka 1 ukazuje, že pri určitej hodnote indukcie B d a zodpovedajúcej sile magnetického poľa H d dosiahne merná objemová energia permanentného magnetu svoju maximálnu hodnotu W d . Toto je maximálna energia generovaná permanentným magnetom vo vzduchovej medzere medzi jeho pólmi na jednotku objemu magnetu. Čím väčšia je číselná hodnota W M , tým kvalitnejší je magneticky tvrdý materiál a tým kvalitnejší je z neho vyrobený permanentný magnet.
Proces magnetizácie obrátenia magnetických materiálov v striedavom magnetickom poli je sprevádzaný premenou určitej časti energie magnetického poľa na teplo, čo sa navonok prejaví zahrievaním magnetického materiálu. Táto energia za jednotku času sa nazýva magnetické straty. Zvyčajne sa vyznačuje špecifickými magnetickými stratami p sp, W / kg, alebo tangentou uhla magnetickej straty tgδ m.
Z hľadiska mechanizmu vzniku strát sa rozlišujú dva hlavné typy magnetických strát - hysterézne straty a straty vírivými prúdmi.
Strata hysterézy sú spojené s fenoménom magnetickej hysterézie a s ireverzibilnými posunmi doménových stien. Hysterézna strata je úmerná ploche hysteréznej slučky. Keďže hysterézny cyklus a straty s ním spojené sa opakujú počas každej periódy, hysterézna strata je úmerná frekvencii striedavého magnetického poľa.
Strata vírivého prúdu sa volajú elektrické prúdy, ktorý magnetický tok indukuje v magnetickom materiáli. Sú úmerné druhej mocnine frekvencie magnetického poľa, a preto sú pri vysokých frekvenciách limitujúcim faktorom pri použití magnetických materiálov.
Vo veľmi slabom magnetické polia a spravidla sa v mäkkých magnetických materiáloch rozlišuje ešte jeden mechanizmus magnetických strát - dodatočné straty na magnetickom dosledku (magnetická viskozita). Fyzikálna podstata tohto mechanizmu stále nie je dostatočne jasná.
Na prácu v striedavých magnetických poliach sa používajú materiály, ktoré majú veľmi úzku hysteréznu slučku, t.j. veľmi malá donucovacia sila. Napríklad koercitívna sila materiálu, ako je supermalloy, je 0,2 A/m. Okrem toho sa prijímajú rôzne opatrenia na zníženie vírivých prúdov. Celkovým cieľom týchto opatrení je zvýšiť elektrický odpor magnetických materiálov. Napríklad u elektroocelí sa zvýšenie elektrického odporu dosiahne pridaním kremíka v koncentrácii do 5 %. Tieto materiály sa vyrábajú vo forme tenkých plechov, ktorých povrch je elektricky izolovaný. V práškových magnetických materiáloch sú častice samotného magnetického materiálu potiahnuté vhodným elektricky izolačným materiálom. Z tohto hľadiska sú najvýhodnejšie ferimagnetické materiály (ferity), ktoré možno hodnotou merného odporu zaradiť medzi polovodiče a dokonca aj dielektriká.
Mäkké magnetické materiály sa vyznačujú schopnosťou ľahkej magnetizácie a demagnetizácie. Majú úzku hysteréznu slučku, nízku koercitívnu silu, vysoké hodnoty počiatočnej a maximálnej magnetickej permeability, vysokú saturovanú magnetickú indukciu a nízke špecifické magnetické straty.
Vlastnosti a rozsah komerčne čistého železa, ako aj plechových elektrotechnických ocelí s rôznym obsahom kremíka
Za technicky čisté železo sa považuje železo obsahujúce menej ako 0,1 % uhlíka a veľmi malé množstvo iných nečistôt.
V závislosti od spôsobu výroby čistého železa existujú elektrolytické železo a karbonyl.
Elektrolytické železo sa používa v konštantných poliach, keď sa vyžaduje vysoká indukcia nasýtenia.
Karbonylové železo sa používa hlavne vo forme prášku na výrobu jadier vo vysokofrekvenčnej elektrotechnike.
Plechové elektroocele sa vyrábajú z kremíkových ocelí s obsahom uhlíka menším ako 0,05 % a kremíka od 0,7 do 4,8 %.
Podľa spôsobu valcovania sa elektrotechnické plechy delia na bežné (valcované za tepla), ktoré majú izotropné vlastnosti, a textúrované (valcované za studena), ktoré majú magnetickú textúru, v dôsledku čoho sú anizotropné.
Vlastnosti a rozsah zliatin s vysokou počiatočnou magnetickou permeabilitou (permalloys), s konštantnou magnetickou permeabilitou (perminvary) a s vysokou saturačnou magnetickou indukciou (permendura)
Medzi materiály s vysokou počiatočnou permeabilitou patrí skupina železa a zliatin niklu s obsahom niklu 35 až 80 %, tzv. permalloy. Spolu s úplne čistým železom ide o najvýraznejšie magneticky mäkké materiály vôbec. Zliatina supermalloy s približným zložením 79 % Ni, 15 % Fe, 5 % Mo, 0,5 % Mn má maximálnu relatívnu priepustnosť do 2 10 6 pri miernej koercitívnej sile H s\u003d 0,2 A/m.
Nevýhodou zliatin permalloy je ich relatívne vysoká cena (obsahujú vzácne kovy), potreba zložitého tepelného spracovania a veľká závislosť vlastností od mechanického namáhania.
Materiály s konštantnou magnetickou permeabilitou sa vyznačujú úzkou hysteréznou slučkou. Najznámejším materiálom s permanentnou magnetickou permeabilitou je perminvar(zloženie: 45 % Ni, 29,4 % Fe, 25 % Co a 0,6 % Mn). Zliatina sa žíha pri 1000 °C, potom sa udržiava na 400–500 °C a pomaly sa ochladí. Perminvar má malú koercitívnu silu, počiatočná magnetická permeabilita perminvaru je 300 a zostáva konštantná v rozsahu intenzity poľa do 250 A/m pri indukcii 0,1 T. Perminvar nie je dostatočne magneticky stabilný, citlivý na teplotu a mechanické namáhanie. Uspokojivejšiu stabilitu magnetickej permeability vyniká zliatina tzv isoperm, ktorý zahŕňa železo, nikel a hliník alebo meď. Isoperm má magnetickú permeabilitu 30-80, ktorá sa len málo mení v poli so silou až niekoľko stoviek ampérov na meter.
Najvyššia magnetická saturačná indukcia spolu s kremíkovou elektrooceľou s nízkym obsahom kremíka sa vyznačuje materiálmi typu permendur založené zliatiny železo-kobalt, s obzvlášť vysokou indukciou saturácie, až 2,4 T, t.j. väčšia ako u všetkých známych feromagnetík. Elektrický odpor takýchto zliatin je nízky . Ide o zliatiny železa s kobaltom s obsahom kobaltu 49 až 70 %, legované vanádom (2 %).
Vzhľadom na ich vysoké náklady je možné doplnky použiť iba v špecializovaných zariadeniach, najmä v dynamických reproduktoroch, osciloskopoch, telefónnych membránach atď.
Vlastnosti a rozsah zliatin so špeciálnymi vlastnosťami (zliatiny s teplotnou kompenzáciou, zliatiny na výrobu permanentných magnetov na báze kovov)
Používajú sa materiály s veľkou závislosťou magnetickej permeability od teploty teplotná kompenzácia (tepelná kompenzácia) magnetické obvody. Patria sem termomagnetické zliatiny na báze Ni-Cu, Fe-Ni alebo Fe-Ni-Cr. Tieto zliatiny sa používajú na kompenzáciu teplotnej chyby v inštaláciách spôsobenej zmenou indukcie permanentných magnetov alebo zmenou odporu vodičov v magnetoelektrických zariadeniach v porovnaní s hodnotou, pri ktorej bola vykonaná kalibrácia. Na získanie výraznej teplotnej závislosti magnetickej permeability sa využíva vlastnosť feromagnetík znižovať indukciu so zvyšujúcou sa teplotou v blízkosti Curieho bodu. Pre tieto feromagnety leží Curieov bod medzi 0 a 100 °C, v závislosti od pridania legujúcich prvkov. Zliatina Ni-Cu s obsahom 30% Cu môže kompenzovať teplotné chyby pre teplotné limity od -20 do +80 0 С (obr. 48) a so 40% Cu - od -50 do +10 ° С.
|
Obrázok 48 - Teplotná závislosť indukcia termomagnetickej zliatiny v magnetickom poli 8 kA/m
Najväčšie technické uplatnenie získali zliatiny Fe-Ni-Co (kompenzátory). Ich výhody sú: úplná reverzibilita vlastností v teplotnom rozsahu od -70 do +70 °C, vysoká reprodukovateľnosť charakteristík vzorky a dobrá opracovateľnosť.
Vyrábajú sa z nich magnetické bočníky, pomocou ktorých sa dosahuje teplotná stabilita magnetických vlastností obvodov s permanentným magnetom. Keď teplota stúpa, magnetický tok v pracovnej medzere permanentného magnetu klesá. Táto zmena je kompenzovaná zvýšením magnetického odporu magnetického bočníka.
Známe zliatiny na tepelnú kompenzáciu sú permalloy s obsahom niklu 30 %, v ktorých je teplota Curieho bodu riadená malými zmenami v obsahu niklu, ako aj zliatina železa s niklom (30 %) a molybdénom (2 %).
Na výrobu permanentných magnetov sa používajú tvrdé magnetické materiály, ktoré sa vyznačujú vysokými hodnotami špecifickej magnetickej energie, a teda energetický produkt (VN) max. Majú tendenciu mať vysoké hodnoty donucovacej sily a zvyškovej indukcie. Z konštrukčného hľadiska sa vyznačujú vnútornými napätiami a veľkým počtom rôznych defektov, ktoré bránia pohybu doménových stien. V mnohých prípadoch sú v materiáloch zámerne vytvorené jednodoménové oblasti, ktoré je možné remagnetizovať iba zmenou smeru magnetizácie, čo si vyžaduje značnú energiu. Preto majú takéto materiály veľkú donucovaciu silu.
Najstaršie materiály pre permanentné magnety sú martenzitické ocele. V súčasnosti sa používajú iba legované martenzitické ocele, ktoré majú názvy podľa názvu legujúcej prísady: chróm(do 3 % Cr), volfrám(do 8 % W) a kobalt(do 15 % Co). V súčasnosti je podiel magnetov vyrobených z martenzitických ocelí menší ako 10 %.
Najväčší počet permanentných magnetov je vyrobený zo zliatin ako Al-Ni a Al-Ni-Co.
Zliatiny typu Al-Ni (alni) sú zliatiny železa s niklom (20-30%) a hliníka (11-13%). Sú veľmi tvrdé a krehké, preto sa z nich vyrábajú permanentné magnety odlievaním alebo práškovou metalurgiou. Majú anizotropné vlastnosti. Zliatiny sú legované meďou, čím sa dosahuje lepšia opakovateľnosť vlastností a uľahčuje sa spracovanie. Titán sa tiež používa ako legovací prvok. Donucovacia sila H c zliatiny dosahuje 50 kA/m, a (VN) max dosahuje 12 kJ/m 3 .
Zliatiny Al-Ni-Co (alnico) sú zliatiny železa s niklom (12-26%), kobaltom (2-40%) a hliníkom (6-13%) s prídavkom medi (2-8%), titánu (0-9%) a nióbu ( 0-3%) na zlepšenie vlastností. Pri obsahu Co do 15% sú izotropné, pri vyššom obsahu kobaltu podliehajú termomagnetickej úprave a sú anizotropné. Izotropné zliatiny majú (BH) max do 16 kJ/m 3, anizotropné zliatiny - do 44 kJ/m 3 . Zliatiny s orientovanou kryštalizáciou v smere nadchádzajúcej magnetizácie majú (BH) max až 83 kJ/m3. Zliatiny typu Alnico sú niekoľkonásobne drahšie ako zliatiny typu alni.
Veľký význam majú magneticky tvrdé zliatiny typov Fe-Co-Mo, Fe-Co-V, Cu-Ni-Fe (anizotropné), Cu-Ni-Co, Ag-Mn-Al atď.
