Technologia / Poradnik techniczny
Nasycenie magnetyczne i indukcja magnetyczna generatora
Rdzeń magnetyczny nie wykazuje jednej stałej przenikalności w każdym punkcie pracy. Gdy jego odpowiedź zbliża się do nasycenia, dodatkowe wymuszenie magnesujące powoduje inną przyrostową zmianę strumienia. Wpływa to na możliwość przedstawienia maszyny za pomocą prostego modelu liniowego.
Odczytuj nachylenie, a nie jeden wyobrażony próg nasycenia.
Nasycenie opisuje nieliniową odpowiedź magnetyczną; jest czymś innym niż utrata zachowanego stanu magnetycznego przez magnes trwały.
01 / Wielkości pola
Odróżnij pole magnesujące od indukcji magnetycznej.
Natężenie pola magnetycznego H i indukcja magnetyczna B opisują różne wielkości.
Natężenie pola magnetycznego H i indukcja magnetyczna B opisują różne wielkości. W prostym liniowym modelu materiału B = μH. Efektywna przenikalność rdzenia ferromagnetycznego zależy od jego stanu pracy, więc ta proporcjonalna zależność nie jest uniwersalna.
Całkowity strumień magnetyczny zależy również od pola powierzchni i rozkładu B. Ten sam strumień przechodzący przez mniejszy przekrój może oznaczać większą lokalną indukcję magnetyczną. Średnia dla całej maszyny może zatem ukrywać lokalny obszar o większym obciążeniu magnetycznym.
02 / Odpowiedź nieliniowa
Interpretuj nasycenie jako zmieniającą się zależność.
Przy niższych poziomach magnesowania rdzeń może wytwarzać stosunkowo dużą zmianę strumienia magnetycznego.
Przy niższych poziomach magnesowania rdzeń może wykazywać stosunkowo dużą zmianę strumienia. W miarę zbliżania się do nasycenia coraz większa część dostępnego uporządkowania domen magnetycznych jest już wykorzystana, a przyrost B na jednostkę przyrostu H staje się mniejszy.
Nasycenie nie oznacza, że B staje się matematycznie niezdolne do wzrostu. Oznacza, że wkład ferromagnetyczny nie wzrasta już tak jak we wcześniejszym obszarze. Wyraźna, uniwersalna wartość maksymalna zaznaczona dla wszystkich materiałów przedstawiałaby to zachowanie błędnie.
03 / Nachylenie krzywej
Odróżnij przenikalność magnetyczną przyrostową od całkowitej.
Lokalne nachylenie dB/dH opisuje przyrostową przenikalność magnetyczną w otoczeniu punktu pracy.
Lokalne nachylenie dB/dH opisuje przyrostową przenikalność magnetyczną w otoczeniu punktu pracy. Stosunek B/H jest inną, całościową wielkością. Są one równe dla idealnej zależności liniowej przechodzącej przez początek układu współrzędnych, ale nie muszą być równe na krzywej nieliniowej.
To rozróżnienie ma znaczenie, gdy model opisuje niewielką zmianę wokół stanu już namagnesowanego. Użycie wcześniejszego nachylenia dla znacznie większego zakresu zmian może zawyżyć dodatkowy strumień wytwarzany przez tę samą zmianę wielkości magnesującej.
04 / Wpływ na indukcyjność
Powiąż odpowiedź magnetyczną ze sprzężeniem elektrycznym.
Indukcyjność wiąże prąd ze strumieniem skojarzonym w odpowiednim modelu.
Indukcyjność opisuje zależność między prądem a strumieniem skojarzonym w odpowiednim modelu. Jeśli wzrost prądu powoduje mniejszy przyrost strumienia skojarzonego w miarę nasycania się rdzenia, indukcyjność przyrostowa może maleć. Omówienia rdzeni firmy Coilcraft ilustrują taką reakcję elementów magnetycznych.
Przykład przedstawia ogólne zachowanie magnetyczne, a nie parametr generatora. Geometria maszyny, polaryzacja magnetyczna i sprzężone uzwojenia komplikują tę zależność. Przewodnik dotyczący indukcyjności odróżnia stałą indukcyjność L w modelu liniowym od zachowania zależnego od warunków pracy.
05 / Dwa zjawiska
Rozróżniaj nasycenie rdzenia i rozmagnesowanie magnesu.
Zbliżanie się rdzenia magnetycznie miękkiego do nasycenia i trwałe rozmagnesowanie magnesu trwałego to różne zmiany.
Zbliżanie się rdzenia z materiału magnetycznie miękkiego do nasycenia i trwałe rozmagnesowanie magnesu trwałego to różne zmiany. Pierwsza dotyczy odpowiedzi na wymuszenie magnesujące; druga dotyczy zachowanego stanu oraz odpowiednich warunków pola przeciwnego lub warunków cieplnych.
Ta sama maszyna może zawierać zarówno drogi strumienia wykonane z materiałów magnetycznie miękkich, jak i magnesy trwałe, ale ich krzywe służą różnym celom. Wykorzystaj Przewodnik dotyczący temperatur magnesów. w odniesieniu do tego odrębnego zachowania materiału.
06 / Granica modelu
Stosuj lokalne przybliżenie tylko lokalnie.
Model maszyny o stałej indukcyjności może być użyteczny w warunkach, w których przyjęte przybliżenie jest uzasadnione.
Model maszyny o stałej indukcyjności może być przydatny w warunkach, w których takie przybliżenie jest uzasadnione. Poza tym obszarem mogą być potrzebne nieliniowe dane magnetyczne. Solver numeryczny nie sprawia, że przyjęta liniowa charakterystyka materiału staje się fizycznie dokładna.
Przykłady rdzeni ferrytowych i proszkowych firmy Coilcraft pokazują, że przebieg nasycenia zależy od materiału i konstrukcji. W tym objaśnieniu nie określono materiału rdzenia MARSTON, krzywej magnetycznej, indukcji magnetycznej nasycenia ani powiązanego progu sterowania.
Kontynuuj przegląd, korzystając z Indukcyjność, reaktancja i impedancja generatora.
Kontynuuj przegląd, korzystając z Temperatura magnesów trwałych i rozmagnesowanie.
Kontynuuj przegląd, korzystając z PMSG: osie d–q i wirujący układ odniesienia.
Informacje ogólne: Coilcraft: zależne od materiału nasycenie i odpowiedź rdzenia · Coilcraft: zmiana indukcyjności przy podmagnesowaniu. Źródła wyjaśniają koncepcje branżowe; są odrębne od właściwych dokumentów produktów i projektów MARSTON.
Kluczowe pojęcia i warunki.
Odczytuj każdą wielkość wraz z odniesieniem, jednostkami i podanymi warunkami. Ogólna zależność nie ustala wartości właściwej modelowi.
| Pojęcie / wielkość | Znaczenie / zależność | Warunki / ograniczenia |
|---|---|---|
| Natężenie pola | H w A/m | Reprezentuje pole magnetyzujące. |
| Indukcja magnetyczna | B w T | Może się różnić wzdłuż toru magnetycznego. |
| Liniowa przenikalność magnetyczna | μ in B = μH | Wyłącznie przyjęte przybliżenie liniowe. |
| Nachylenie przyrostowe | dB/dH | Zależy od punktu pracy. |
| Indukcyjność przyrostowa | Zmiana strumienia skojarzonego przypadająca na zmianę prądu | Może się zmieniać wraz z nasyceniem magnetycznym. |
Pytania techniczne.
Czy nasycenie oznacza, że strumień magnetyczny nigdy nie może już wzrosnąć?
Nie. Przyrostowa odpowiedź magnetyczna zmienia się, zamiast przyjmować postać jednego uniwersalnego progu ostrego odcięcia.
Czy B/H zawsze jest takie samo jak dB/dH?
Tylko w obowiązującej liniowej relacji; krzywe nieliniowe je rozróżniają.
Czy całkowity strumień magnetyczny może maskować wysoką lokalną indukcję magnetyczną?
Tak. Znaczenie mają lokalne pole przekroju i rozkład pola.
Czy nasycenie rdzenia jest tym samym co odmagnesowanie magnesu?
Nie. Opisują różne zjawiska magnetyczne.
Czy model ze stałą wartością L odwzorowuje wszystkie warunki nasycenia?
Niekoniecznie. Należy przestrzegać właściwego dla niego zakresu pracy.
Czy podano granicę nasycenia dla produktu?
Nie określono tu rzeczywistej charakterystyki magnetycznej ani progu odcięcia dla MARSTON.
Zapytanie techniczne
Omów zagadnienie techniczne.
Rdzeń magnetyczny nie wykazuje jednej stałej przenikalności we wszystkich punktach pracy. Przekaż model oraz odpowiednie informacje eksploatacyjne lub projektowe do dyskusji inżynierskiej.