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電工鋼標準的磁性能指標解釋(三)——磁導率
磁導率
在上文中,我們談到了一個磁導率的概念,接下來我們來看看,什么是磁導率。磁導率,英文名稱:magnetic permeability,它是表征磁介質磁性的物理量。表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流后、產生磁通的阻力、或者是其在磁場中導通磁力線的能力。其公式:μ=B/H H=磁場強度、B=磁感應強度,常用符號μ表示,μ為介質的磁導率,或稱 磁導率。在實踐中,用這個關系描述材料屬性很不方便,通常采用材料磁導率與真空磁導率比值關系,即相對磁導率μr μr=μ/μ0因此上述公式 可改為:B=μrμ0H從理論上講,磁導率μ是描述磁性材料屬性的 參數,因為它預示兩個主要的材料參數磁感應強度B和磁場強度H的直接關系,但事實上,情況要復雜的多,因為:(1)B和H之間的關系幾乎總是非線性,因此磁導率取決于工作點(磁場強度的值)。從下圖的典型磁化曲線可以看出,相對磁導率 值可達到約4000,但是,在高磁感應強度時其低得多(對于深度飽和時其值非常小,實際上不像是鐵磁材料)。類似地,對于非常小的磁場,初始磁導率也大大減小,因此,固定值磁導率給出的信息僅僅是一個固定工作點。
電工鋼亦稱硅鋼片,是電力、電子和軍事工業不可缺少的重要軟磁合金,亦是產量 的金屬功能材料,主要用作各種電機、發電機和變壓器的鐵芯。它的生產工藝復雜,制造技術嚴格,國外的生產技術都以 形式加以保護,視為企業的生命。電工鋼板的制造技術和產品質量是衡量一個 特殊鋼生產和科技發展水平的重要標志之一。目前我國冷軋電工鋼數量、質量、規格牌號,還不能滿足能源(電力)工業發展的需求,在生產技術、設備、管理及科研等方面與日本相比,存在較大差距。
1、渦流損
2、平行磁場的疊層鐵芯可以減少渦電流
若鐵芯為導體,因為電磁感應,磁場的變化會感應在導體內循環的電流,稱為渦電流。渦電流和磁場垂直。渦電流的能量會因為鐵芯材料的電阻而發熱耗散,渦流損和電流循環面積的大小成正比,和材料的電阻率成反比若鐵芯是由薄的疊層組成,中間又有絕緣的涂層,可以減少渦流損。調整鐵芯材料也可以減少渦流損,一種是使用導磁但不導電的材料,例如鐵氧體,若使用加硅的電工鋼(矽鋼),鋼的電阻率明顯上升,也可以減少渦流損。
硅鋼的重要性能指標:鐵損(比總損耗)iron loss (specific total loss),磁感應強度(磁極化強度) magnetic flux density (magnetic polarization),鐵損(比總損耗):鐵損是指當磁感應強度按正弦變化,其峰值和頻率為特定值時,單位質量材料所吸收的總功率,鐵損用符號P(10Bm/f)表示,單位為W/kg。
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