Все электродвигатели испытывают потери при вращении при преобразовании электрической энергии в механическую. Эти потери, как правило, классифицируются как магнитные потери, механические потери, потери в меди, потери на щетке или случайные потери, в зависимости от основной причины и механизма. В категорию магнитных потерь входят два типа потерь — потери на гистерезис и потери на вихревые токи.
Потеря гистерезиса вызвана намагничиванием и размагничиванием сердечника при протекании тока в прямом и обратном направлениях. С увеличением силы намагничивания (тока) увеличивается и магнитный поток. Но когда сила намагничивания (ток) уменьшается, магнитный поток уменьшается не с той же скоростью, а постепенно. Следовательно, когда сила намагничивания достигает нуля, плотность магнитного потока по-прежнему имеет положительное значение. Для того чтобы плотность магнитного потока достигла нуля, сила намагничивания должна быть приложена в отрицательном направлении.
Зависимость между силой намагничивания H и плотностью магнитного потока B показана на кривой гистерезиса, или петле. Площадь петли гистерезиса показывает энергию, необходимую для завершения полного цикла намагничивания и размагничивания, а площадь петли представляет собой энергию, потерянную во время этого процесса.
Уравнение для потери на гистерезис задается в виде:
Pb =η * Вмаксимумn * f * V
Pb = потери на гистерезис (Вт)
η = коэффициент гистерезиса Штейнмеца, зависящий от материала (Дж/м3)
Bмаксимум = максимальная плотность потока (Вт/м2)
n = показатель Штейнмеца, колеблется от 1,5 до 2,5, в зависимости от материала
f = частота перемагничивания в секунду (Гц)
V = объем магнитного материала (м3)
Потери на вихревые токи являются результатомЗакон Фаради, в котором говорится , что, “Любое изменение в окружении катушки с проводом приведет к возникновению напряжения в катушке, независимо от того, как будет произведено изменение магнитного поля”. Таким образом, когда сердечник двигателя вращается в магнитном поле, в катушках индуцируется напряжение, или ЭДС. Эта индуцированная ЭДС вызывает протекание циркулирующих токов, называемых вихревыми токами. Потери мощности, вызванные этими токами, известны как потери на вихревые токи.
В сердечниках якоря двигателей используется множество тонких кусков железа (называемых “пластинами”), а не один кусок, поскольку сопротивление отдельных частей выше, чем сопротивление одного цельного куска. Это более высокое сопротивление (из-за меньшей площади изделия) уменьшает вихревые токи и, в свою очередь, потери на вихревые токи. Пластины изолированы друг от друга лаковым покрытием, чтобы предотвратить “перескакивание” вихревых токов с одной пластины на другую.
Уравнение для потерь на вихревые токи представлено в виде:
Pe= Ke* Вмаксимум2* f2* т2 * В
Pe= потери на вихревые токи (Вт)
Ke= постоянная вихревого тока
B = плотность потока (Вт/м2)
f = частота перемагничивания в секунду (Гц)
t = толщина материала (м)
V = объем (м3)
Магнитные потери названы так потому, что они зависят от магнитных путей в двигателе, но их также называют “потерями в сердечнике” и “потерями в железе”.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии