铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分
电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗-概述说明以及解释
电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗在电机运行中扮演着重要的角色。
这些损耗是电机运转过程中不可避免的,在一定程度上影响着电机的效率和性能。
电机定转子铁耗指的是电机铁芯在磁场变化中产生的磁滞损耗和涡流损耗,铜耗则是指电机中导电线圈内通电产生的电阻损耗,而永磁体涡流损耗则是永磁体在磁场中运转时产生的涡流损耗。
本文将重点探讨电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗对电机性能的影响及其优化方法,为电机设计和运行提供理论指导和技术支持。
通过深入研究这些损耗机制,可以更好地理解电机能量转换过程中的能耗和效率问题,为推动电机技术的发展和提升电机性能做出贡献。
1.2 文章结构:本文将分为三个部分来探讨电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗。
在第一部分引言中,将概述本文内容,介绍文章结构以及明确研究目的。
接下来的第二部分将详细讨论电机定转子铁耗、铜耗和永磁体涡流损耗的相关信息,分别进行深入分析。
最后在结论部分,将总结本文的主要观点,分析影响这些损耗的因素,并展望未来在减少电机损耗方面的研究方向。
通过这样的结构安排,我们希望能够全面、系统地探讨电机损耗问题,为相关领域的研究和实践提供一定的参考。
1.3 目的本文的目的是通过深入探讨电机定转子铁耗、铜耗以及永磁体涡流损耗的相关知识,揭示它们在电机运行中的重要性和影响因素。
通过对这些损耗的分析,我们可以更好地理解电机的运行机理,优化设计方案,提高电机的效率和性能。
同时,本文也旨在为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和指导,促进电机技术领域的发展和创新。
2.正文2.1 电机定转子铁耗电机定转子铁耗是电机运行过程中不可避免的损失,它主要包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。
磁滞损耗是由于磁场的磁化和去磁过程中原子、分子在磁场中的定向运动导致的能量损耗,而涡流损耗则是由于磁场的变化引起导体中感应出的电流产生的能量损耗。
变压器空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分
TFormlVFormlY
11定 义静 态变 量
int n=0Y 11 计数 器 , 对 点 击 “添 加 ”按 钮的 次 数 进
行计数
int m=0Y 11计 数 器 , 对 点 击 来自添加 ”按 钮 的 次 数 进
行计数
28
float a010012float b410012 55存 放 f 和 PFe 的 试验数 据 float8p=&a [0]2 55定 义 一 个 指 针 变 量 , 指 向 数 组 a
1 引言
变压 器空 载损 耗包 括磁 滞损 耗和 涡流 损耗 , 即: 空载 损耗 ( PFe) =磁滞 损耗 ( Ph) +涡 流损 耗( Pc) 在通常的电工 学或者电机学的变压器试验中 ( 如 变压 器负 载损 耗和 空载 损耗 的测量 ) 仅 是测 出总 的 空载 损耗 PFe, 而不 能进 一 步区 分出 其 中的 磁 滞损 耗分 量和 涡流 损耗 分量 , 给 工程 设计 人员 有目 的地 降低变压器损耗和提高变压器运行效率带来了困 难。 笔 者将简 要地 介绍 用分 析测 试的 方法 来区 分空 载 损耗 中的 磁滞损 耗和 涡流 损耗 的测 试原 理、 采用 的 测试 装置 、设 计的测 试方 法以 及测 试数 据的 处理 方 法。
码, 以 实现 它的 功能 。一 般来 说, 一 个控 件可 以看 成
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(完整版)关于Ansoftmaxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明
(完整版)关于Ansoftmaxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明考虑到最近很多⼈在问这个问题,因此专门整理出来,供新⼿参考。
先谈⼀下什么情况下需要做铁耗分析。
对常规交流电机(同步或者异步电机),只有定⼦铁⼼才会产⽣铁耗,转⼦铁⼼是没有铁耗的,学过电机的⼈都明⽩的。
因此,只需要对定⼦铁⼼给出B-P曲线(也就是铁损曲线)。
注意,B-P 曲线分为单频和多频两种,能给出多频损耗曲线最好,这样maxwell算得准些。
设置完铁损曲线以后,还要记得在excitations/set core loss,对定⼦铁⼼勾选才⾏。
此时,不需要给定⼦和转⼦铁⼼再施加电导率,这是初学者容易忽视的问题。
后处理中,通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。
再谈⼀下什么情况下需要做涡流损耗分析。
对永磁电机,永磁体受空间⾼次谐波的影响,会在表⾯产⽣涡流损耗;对实⼼转⼦电机,由于是⼤块导体,因此涡流损耗占绝⼤部分。
以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。
现以永磁电机为例,具体阐述。
对永磁体设置电导率,然后对每个永磁体分别施加零电流激励源,在excitations/set eddy effect,对永磁体勾选。
注意,若只考虑永磁体的涡流损耗,⽽不考虑电机其他部分(定转⼦铁⼼)的涡流损耗,则只需要给永磁体赋予电导率值,其他部件不需要赋电导率,这是初学者容易搞错的地⽅。
简⽽⾔之,只对需要考虑涡流损耗的部件,施加电导率,零电流激励和set eddy effect。
后处理中,通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。
最后,再次强调⼀下,做涡流损耗分析,需要skin depth based refinement ⽹格剖分才⾏。
以上⽅法,适⽤于Ansoft maxwell 13.0.0及以上版本,并适⽤于所有电机种类。
磁滞损耗和涡流损耗
磁滞损耗和涡流损耗什么是磁滞损耗和涡流损耗?磁滞损耗和涡流损耗是电动机工作中常遇到的两种电磁损耗现象,它们产生的原因都是因为材料的本质特性导致的物理现象。
磁滞损耗:磁滞损耗,顾名思义,就是在电动机转子中由于磁场的变化,而引起的铁芯材料磁滞的损耗。
当电动机的磁场发生变化时,铁芯中的微观磁区将移动,这将带来一些能量的耗散,导致转子发热。
这个过程中的发热会增加电动机的温度,降低电动机的效率,导致电能的消耗,并缩短了电动机的使用寿命。
涡流损耗:涡流损耗也是电动机中常见的一种电磁损耗现象,在电动机转子中由于感应电动势而引起。
当转子在磁场中旋转时,磁通量也会随之改变,产生感应电动势。
这些电动势会在转子内部产生电流,而这些电流会引起涡流,这些涡流将带来一些能量的耗散,导致转子发热。
这个过程中的发热同样会增加电动机的温度,降低电动机的效率,导致电能的消耗,并缩短了电动机的使用寿命。
如何减少磁滞损耗和涡流损耗?磁滞损耗和涡流损耗是不可避免的损耗,但是我们可以采取一些措施尽可能地降低损耗。
减少磁滞损耗的方法:1.选择低磁滞损耗的铁芯材料,如硅钢片,因为硅钢片具有低的磁滞损耗和低磁导率。
2.通过对铁芯和线圈材料的设计来减少磁场变化的频率和幅度。
3.优化电路设计,使磁场变化频率与电源频率匹配,从而减少磁场变化次数。
减少涡流损耗的方法:1.使用高电阻率的轴承和降低转子的转速,从而降低电流密度。
2.采用铁磁材料的涂层和涂敷以增加其电阻率。
3.采用环形铁芯或其他结构设计,从而避免形成涡流。
总之,磁滞损耗和涡流损耗是电动机工作中常遇到的两种电磁损耗现象。
它们会导致电能的消耗,并缩短电动机的使用寿命。
我们可以采取一些措施尽可能地降低损耗,从而提高电动机的效率和使用寿命。
铁芯涡流损耗和磁滞损耗增加的原因
铁芯涡流损耗和磁滞损耗增加的原因铁芯涡流损耗和磁滞损耗是电磁设备中常见的两种损耗形式,它们的增加会导致设备的能效降低和工作温度升高。
本文将分别从物理原理和实际应用角度解释这两种损耗增加的原因。
铁芯涡流损耗是指在铁芯中存在交变磁场时,由于铁芯具有一定的电导率,而产生的涡流损耗。
涡流损耗是通过电磁感应现象产生的,当铁芯中的磁场发生变化时,会在铁芯内部产生涡流,这些涡流在铁芯中流动时会产生热量,从而引起能量损耗。
涡流损耗的大小与铁芯的导电性能、磁场频率、磁场强度以及铁芯的几何形状等因素有关。
涡流损耗的增加主要有以下几个原因:1. 高频磁场:当磁场频率较高时,涡流损耗会增加。
这是因为高频磁场下,铁芯内部涡流的速度较大,流经单位面积的电流密度增大,从而导致涡流损耗的增加。
2. 高导电性材料:铁芯的导电性能越好,涡流损耗就越大。
这是因为导电性能好的材料内部涡流的速度也较大,从而导致涡流损耗的增加。
因此,在设计电磁设备时,需要在保证铁芯导磁性能的同时,尽量选择低导电性的材料,以减小涡流损耗。
3. 铁芯几何形状:铁芯的几何形状也会对涡流损耗产生影响。
当铁芯的截面积较大或长度较小时,涡流损耗会减小。
这是因为截面积较大可以减小涡流通过的电阻,长度较小可以减小涡流的流动路径,从而降低涡流损耗。
磁滞损耗是指在铁芯中存在交变磁场时,由于铁芯具有一定的磁滞特性,而产生的磁滞损耗。
磁滞损耗是由于铁芯在交变磁场作用下,磁化和去磁化过程中产生的剩余磁化产生的能量损耗。
磁滞损耗的大小与铁芯的磁滞特性、磁场频率、磁场强度等因素有关。
磁滞损耗的增加主要有以下几个原因:1. 高频磁场:当磁场频率较高时,磁滞损耗会增加。
这是因为高频磁场下,铁芯中的磁滞特性会导致磁化和去磁化过程变得更加复杂,从而增加磁滞损耗。
2. 磁场强度:磁场强度较大时,磁滞损耗会增加。
这是因为较大的磁场强度会导致铁芯中的磁化和去磁化过程更加剧烈,从而增加磁滞损耗。
3. 磁滞特性:铁芯的磁滞特性与材料的组成和处理方式有关。
铁芯损耗的概念
铁芯损耗的概念铁芯损耗是指在铁芯中传导磁通时,由于材料本身的导磁特性和工作条件的影响导致的能量损耗。
铁芯损耗可以分为磁滞损耗和涡流损耗两种类型。
磁滞损耗是指在铁芯中传导交流磁通时,由于铁芯材料本身存在磁滞特性,导致磁通的周期性反转时,磁化过程会产生磁滞损耗。
磁滞损耗是由于铁芯材料在磁场作用下,磁化过程中磁畴的旋转和磁畴壁的移动所引起的涡流损耗。
当铁芯中磁通周期性反转时,磁畴的旋转和磁畴壁的移动会消耗一定的能量,导致铁芯材料发热。
磁滞损耗的大小与铁芯材料的导磁特性以及磁通密度变化的频率和幅度有关。
常见的铁芯材料如硅钢片具有较小的磁滞损耗,而铁氧体等材料则具有较大的磁滞损耗。
涡流损耗是指在铁芯中传导交流磁通时,由于磁场的变化引起铁芯中出现涡流,从而导致能量损耗。
当交流磁通通过铁芯时,由于磁场的变化会产生涡流,而涡流会在铁芯中形成环形电流路径,从而导致能量的损耗。
涡流损耗的大小与铁芯材料的导电特性、磁通密度的变化速度以及铁芯的材料厚度有关。
一般来说,导电性较好的材料,如铜,涡流损耗较小,而导电性较差的材料,如铁芯中的金属,涡流损耗较大。
为了减小铁芯损耗,可以采取以下措施:1.选用低损耗的铁芯材料:选择具有低磁滞损耗和涡流损耗的铁芯材料可以有效降低铁芯损耗。
常见的铁芯材料有硅钢片、铁氧体和铁镍合金等,其中硅钢片是最常用的材料之一,具有低磁滞损耗和涡流损耗。
2.控制磁通密度的大小:磁通密度是指单位面积内的磁通量,过高的磁通密度会增大磁滞损耗和涡流损耗。
因此,通过合理设计和控制磁路结构,可以使磁通密度保持在合适的范围内,从而降低铁芯损耗。
3.采用薄板技术:在铁芯制造中,可以采用薄板技术,即将铁芯制成由多个极薄的铁芯片叠加而成。
这样可以有效降低涡流损耗,因为极薄的铁芯片可以减小涡流的强度和路径,从而降低能量损耗。
4.合理设计磁路结构:通过合理设计磁路结构,可以使得磁场的分布更加均匀,减小磁滞损耗和涡流损耗。
比如,在变压器的铁芯中,采用环形或E型的磁路结构可以有效降低能量损耗。
变压器空载耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分
变压器空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分1 引言变压器空载损耗包括磁滞损耗和涡流损耗, 即:空载损耗( PFe) =磁滞损耗( Ph) +涡流损耗( Pc)在通常的电工学或者电机学的变压器试验中( 如变压器负载损耗和空载损耗的测量) 仅是测出总的空载损耗PFe, 而不能进一步区分出其中的磁滞损耗分量和涡流损耗分量, 给工程设计人员有目的地降低变压器损耗和提高变压器运行效率带来了困难。
笔者将简要地介绍用分析测试的方法来区分空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的测试原理、采用的测试装置、设计的测试方法以及测试数据的处理方法。
2 测试原理变压器的空载损耗可由空载试验来测定。
在通常情况下, 空载损耗的计算公式为:变压器的空载损耗可由空载试验来测定。
在通常情况下, 空载损耗的计算公式为:PFe =Ph +Pc =σfB V+σf B V (1)式中σ、σ———与铁心材料性质有关的系数f———电源频率,HzB———铁心中磁感应强度的最大值, TV———铁心材料的体积, mm3令式( 1) 中的σh B m2V=A, σc B m2V=B,得:PFe=Af+Bf2可见, 当维持Bm 不变时, A、B 均为与频率无关的常数。
则有:PFe(f)=A+Bf (2)依据式(2) , 在中心频率为50Hz 附近取一系列不同的频率值, 分别测出其对应的PFe 值, 采用线性回归法对测试数据进行处理, 即可得到式( 2) 中的两个常数A 和B 。
由Ph=Af 和Pc=Bf 2 即可区分出对应于某一f 值的PFe 中的Ph 分量和Pc 分量。
3 测试装置( 1) 被测样品: TB 为单相变压器。
( 一次侧额定电压为220V, 二次侧为36V 。
一次侧绕组匝数为1000 匝, 二次侧绕组匝数为180 匝, 额定容量为500VA) 。
(2) 变频电源SDF-1型直流电动同步发电机组及KGT-1型可控调速器, 发电机额定功率2.2KW 。
变频器电机损耗
变频器电机损耗在现代工业生产中,电机是一个至关重要的设备,广泛应用于各个领域。
而为了使电机能够更高效、稳定地运行,变频器作为一种电动机控制设备,被越来越多地采用。
然而,随之而来的问题就是变频器电机损耗的产生。
本文将从电机损耗的概念、原因以及解决方法等方面进行阐述。
一、电机损耗的概念电机损耗是指在电机运行过程中由于电机自身特性和运行条件等因素导致电能转换成其他形式能量的过程中所损失的能量。
电机损耗可分为铁损和铜损两部分。
1. 铁损:指在电机的铁心部分产生的能量损失。
铁损主要包括铁心磁滞损耗和铁心涡流损耗。
铁心磁滞损耗是由于铁芯在磁化和去磁过程中产生的能量损耗,而铁心涡流损耗则是由于铁芯受到的交变磁场引起的涡流而产生的能量损耗。
2. 铜损:指在电机的线圈部分产生的能量损失。
铜损主要包括电阻损耗和电感损耗。
电阻损耗是由于电流通过电机线圈时,导线的电阻造成的能量损耗,而电感损耗则是由于电流在线圈中变化时产生的能量损耗。
二、电机损耗的原因电机损耗的产生主要源于电机运行过程中的各种因素,包括机械摩擦、电磁感应和单位时间内的能量转换不完全等。
1. 机械摩擦:电机在工作时,由于轴承、齿轮等机械零部件之间的接触,会产生一定的摩擦力,从而导致能量的损失。
2. 电磁感应:电机在正常运转时,由于绕组中的磁场的变化,会产生电磁感应电流,造成额外的能量损耗。
3. 能量转换不完全:在电机的运行过程中,由于各种原因导致能量的转换不完全,例如铁芯的磁滞性能、线圈的电阻和电感等因素都会影响到电能的转换效率。
三、减少电机损耗的方法为了提高电机的效率和降低损耗,可以采取以下方法:1. 优化铁心设计:通过优化铁心的形状和材料,降低铁心磁滞损耗和铁心涡流损耗。
2. 选择合适的导线材料:选用低电阻的导线材料,减少电阻损耗。
3. 控制额定电流:合理控制电机的额定电流,避免电机在过载工况下运行,减少损耗。
4. 使用高效率的变频器:选择高效率的变频器,减少变频器本身的损耗。
铁芯磁滞损耗、涡流损耗的测量
铁芯磁滞损耗、涡流损耗的测量
双激式变压器铁芯磁滞损耗、涡流损耗的测量
双激式变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗在工作原理上与单激式变压器铁芯的磁滞损耗和涡流损耗是有区别的。
首先双激式变压器初级线圈输入的电压是双极性脉冲,电源在正负半周期间都向它提供能量。
其次,单激式变压器铁芯是靠变压器初级线圈自身产生的反电动势在电路中产生的电流进行退磁的,而双激式变压器铁芯,除了靠变压器初级线圈自身产生的反电动势在电路中产生的电流进行退磁之外,当另一反极性电压脉冲加到变压器初级线圈上时,原励磁电流存储的能量还可以反馈给换相输入电压进行充电。
在双激式变压器铁芯中,磁滞损耗也是由流过变压器初级线圈励磁电流产生的磁场在铁芯中产生的;但在单激式变压器铁芯中,有一部分励磁电流存储的能量要转化成反激式电压向负载输出;而在双激式变压器铁芯中,励磁电流产生的能量基本上都是用于充磁与消磁。
因此,双激式变压器铁芯的磁滞回线的面积比单激式变压器铁芯磁滞回线的面积大很多,磁滞损耗也大很多。
双激式变压器铁芯涡流损耗的机理与单激式变压器铁芯涡流损耗的机理基本是一样的,但双激式变压器铁芯的涡流损耗要比单激式变压器铁芯的涡流损耗大很多,因为,双激式变压器铁芯的磁通密度变化范围比单激式变压器铁芯的磁通密度变化范围大很多。
根据(2-65)式和(2-66)式以及图2-19和图2-20的分析结果,我们可以用图2-27电路来测试双激式开关变压器的磁滞损耗和涡流损耗。
与图2-25
的工作原理基本相同,图2-27的主要工作原理是,在变压器初级线圈两端加一序列双极性电压方波,然后测试流过变压器初级线圈的电流i ;其中,i。
变压器涡流损耗和磁滞损耗公式
变压器涡流损耗和磁滞损耗公式嘿,咱今天就来好好唠唠变压器涡流损耗和磁滞损耗公式这事儿。
先来说说涡流损耗。
这涡流啊,就像一群调皮的小家伙,在变压器的铁芯里到处乱窜,然后就产生了损耗。
涡流损耗的公式是:$P_e =K_e f^2 B^2 t^2 V$ 。
这里面,$K_e$ 是与材料有关的涡流损耗系数,$f$ 是电源频率,$B$ 是磁感应强度,$t$ 是铁芯厚度,$V$ 是铁芯体积。
记得有一次,我在实验室里调试一个变压器,为了弄清楚涡流损耗到底有多大影响,我可是费了不少劲儿。
那时候,我拿着各种仪器,测这测那,就像个侦探在寻找线索。
每一个数据的变化,都让我心里七上八下的。
再讲讲磁滞损耗。
磁滞损耗呢,就好比是铁芯在磁场中“犹豫不决”,来回折腾产生的损耗。
它的公式是:$P_h = K_h f B^n V$ 。
这里的$K_h$ 是磁滞损耗系数,$n$ 通常在 1.6 到 2 之间。
我给您说啊,有一回我和同事一起研究一个大型变压器的优化方案,磁滞损耗就是我们要攻克的一个难关。
我们对着那一堆公式和数据,脑袋都快大了。
但是没办法,为了能让变压器更高效,我们咬着牙坚持。
这涡流损耗和磁滞损耗啊,在实际应用中可不能小看。
比如说在电力输送中,如果不把这两种损耗考虑清楚,那可就会造成能源的大量浪费,电费也得蹭蹭往上涨。
在设计变压器的时候,为了减少这两种损耗,工程师们可是绞尽脑汁。
得选择合适的铁芯材料,优化铁芯的形状和尺寸,还要考虑到工作频率和磁感应强度等等因素。
就像我们平时过日子,得精打细算,不能浪费。
变压器也是一样,得把每一点能量都用在刀刃上,不能让涡流和磁滞这两个“捣蛋鬼”把能量给偷走了。
总之,变压器涡流损耗和磁滞损耗公式虽然看起来有点复杂,但只要我们认真去研究,去实践,就能把它们给搞明白,让变压器工作得更高效,为我们的生活和生产带来更多的便利和效益。
希望今天我跟您唠的这些,能让您对变压器涡流损耗和磁滞损耗公式有更清楚的认识!。
变压器损耗计算方法
变压器损耗计算方法变压器的损耗是指在变压器工作过程中,由于铁心和线圈内部电阻导致的能量损耗。
变压器损耗主要包括铁心损耗和铜损耗两部分。
一、铁心损耗的计算方法:铁心损耗主要是由于磁通不断变化而导致的涡流损耗和铁芯磁滞损耗两部分组成。
1.涡流损耗计算方法:涡流损耗是由于铁心中的磁通不断改变,导致涡流在铁心内部产生的耗散能量。
涡流损耗与铁心材料的导电性能有关。
涡流损耗可以通过下述公式计算:PFe=KFe×V×f^2×B^2其中,PFe表示铁心的涡流损耗,KFe为涡流损耗系数(取决于铁心材料的导电性能和铁心结构)、V表示变压器的体积、f表示变压器的频率、B表示变压器的磁感应强度。
2.铁芯磁滞损耗计算方法:铁芯磁滞损耗是由于铁芯中的磁通由于磁滞现象的存在而产生的耗散能量。
铁芯磁滞损耗与铁芯材料的磁滞性能有关。
铁芯磁滞损耗可以通过下述公式计算:PFe'=KFe'×V×B^β其中,PFe'表示铁芯的磁滞损耗,KFe'为磁滞损耗系数(取决于铁芯材料的磁滞性能和铁芯结构)、V表示变压器的体积、B表示变压器的磁感应强度,β表示磁滞损耗指数(取决于铁芯材料的特性)。
二、铜损耗的计算方法:铜损耗主要是由于变压器线圈内部的电阻导致的能量损耗,通常分为直流电阻损耗和交流电阻损耗两部分。
1.直流电阻损耗计算方法:直流电阻损耗是变压器线圈内部直流电阻引起的能量损耗。
直流电阻损耗可以通过下述公式计算:Pdc = Rdc × I^2其中,Pdc 表示直流电阻损耗,Rdc 为线圈的直流电阻,I 表示线圈的电流。
2.交流电阻损耗计算方法:交流电阻损耗是变压器线圈内部由于交流电流引起的能量损耗。
交流电阻损耗可以通过下述公式计算:Pac = Rac × I^2其中,Pac 表示交流电阻损耗,Rac 为线圈的交流电阻,I 表示线圈的电流。
总的来说,变压器的总损耗可以通过铁心损耗和铜损耗之和计算:PTotal = PFe + PFe' + Pdc + Pac。
磁损耗的种类及定义
磁损耗的种类及定义
磁损耗是电磁学领域的基本概念之一,是交变磁场作用下导体中能量转换的表现形式。
当磁场旋转或改变方向时,它会催生绕线中的电流,使其产生涡电流,同时又会产生磁滞现象,使得磁通量不能随着磁场的变化而准确变化,这些都会导致材料内部发生耗散现象。
根据磁损耗机制的不同,磁损耗可以分成以下两类:
1. 涡流损耗:在交变磁场作用下,导体内产生的由于电阻效应消耗的能量。
2. 磁滞损耗:由于铁磁材料分子中的磁矩在磁场作用下发生定向变化引起的能量损耗。
此外,在强磁场磁化过程中,以前两类为主;在弱磁场磁化时,有些材料(如铁氧体)的剩余损耗占很大比重。
以上信息仅供参考,如需了解更多内容,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
涡流损耗和磁滞损耗
涡流损耗和磁滞损耗
涡流损耗和磁滞损耗是电气设备中常见的损耗类型。
涡流损耗指当导体中有变化的电场时,导体内部会产生涡流,导致导体内部能量消耗,并将能量转化为热能或噪声能量。
在变压器、电机、发电机等设备中,涡流损耗通常指铁芯的涡流损耗,是由于铁芯中的磁通随交变电压的变化而产生涡流,导致铁芯损耗、温升、噪声等问题。
磁滞损耗指在磁性材料中,由于磁通改变而导致的损耗。
磁性材料在磁通强度改变时,由于磁矩在磁场作用下发生转动,会导致磁能转化为热能和噪声能量。
在变压器、电机、发电机等电气设备中,磁滞损耗通常指铁芯的磁滞性能造成的损耗,铁芯磁滞性能的不完善会导致谐波电流、电压的出现,从而增加导体内部浪费的电功率,导致能量的损失和设备负荷的加重。
对于电气设备的设计和使用,要注意降低涡流和磁滞损耗,从而提高设备效率和使用寿命。
磁芯的剩余损耗 -回复
磁芯的剩余损耗-回复什么是磁芯的剩余损耗?磁芯的剩余损耗是指在没有外部磁场的作用下,磁芯内部仍然存在的磁场能量损失。
在磁性材料的磁化过程中,无法完全将磁化的能量转化为磁场能量,部分能量会变成热量,这就是磁芯的剩余损耗。
剩余损耗是磁芯的一项重要性能指标,对于电子设备和通信系统的稳定性和效能有着重要影响。
磁芯剩余损耗的原因和机制磁芯的剩余损耗是由多种因素产生的,主要包括涡流损耗、晶格损耗和磁滞损耗。
1. 涡流损耗:当磁芯材料处于交变磁场中时,磁感应强度会随着时间的变化而变化。
这会导致磁芯中产生涡流,涡流流经材料时会产生热量,从而导致能量损失。
涡流损耗与磁芯的导电性能有关,一般情况下,导电性能越好,涡流损耗越小。
2. 晶格损耗:磁芯材料的磁化过程中原子和晶格之间会产生磁场相互作用。
由于原子运动的不均匀性,会在材料中产生摩擦和碰撞,从而产生能量损耗。
晶格损耗与磁芯的晶格结构和材料的内部摩擦有关,晶格结构越完整,晶格损耗越小。
3. 磁滞损耗:磁芯材料的磁化过程中,原子磁矩的取向需要经历一个翻转的过程。
在磁化过程中,存在一个临界磁场,使得磁矩可以翻转。
然而,由于磁芯材料的强磁性,磁矩翻转需要克服一定的阻力,这会导致磁芯中磁矩的翻转过程消耗能量。
磁滞损耗与磁芯的磁性能有关,磁性能越好,磁滞损耗越小。
减小磁芯剩余损耗的方法为了减小磁芯的剩余损耗,需要从以下几个方面进行改进:1. 选择合适的材料:根据应用需求选择适当的磁芯材料。
不同的磁芯材料有着不同的磁性能和损耗特性,需要根据具体情况进行选择。
2. 优化设计结构:通过调整磁芯的结构参数,如磁芯的形状、尺寸和分布等,可以改变磁场的分布和磁滞损耗的大小。
优化设计可以使磁芯的损耗程度降至最低。
3. 表面涂层处理:在磁芯表面涂上一层低电阻的材料,可以降低磁芯的涡流损耗。
涂层材料通常是导电性能良好的金属,如铜或铝等。
4. 降低频率:磁芯的剩余损耗与频率有关,一般情况下,频率越高,涡流损耗越大。
直流电机的铁损铜损
直流电机的铁损铜损一、概述直流电机是一种将直流电能转化为机械能的设备,常用于各行业的驱动系统中。
在直流电机的工作过程中,会产生一些能量损耗,其中主要包括铁损和铜损。
铁损是指由于磁场的变化而在铁心中产生的能量损耗,铜损是指由于电流在绕组内产生导电损耗而产生的能量损耗。
本文将对直流电机的铁损和铜损进行详细探讨。
二、铁损铁损是直流电机在磁场的作用下,铁芯内部的能量损耗。
铁损主要由涡流损耗和磁滞损耗两部分组成。
2.1 涡流损耗当电机的绕组通过交变电流时,会在铁芯中产生交变磁场。
这个交变磁场会激发铁芯内部的涡流,在涡流的作用下,铁芯材料会发生电阻加热,从而产生能量损耗。
涡流损耗与磁场的频率和铁芯的材料有关,一般来说,频率越高、导磁率越大的材料,涡流损耗越大。
2.2 磁滞损耗磁滞损耗是指在磁化和去磁化过程中,磁体内部的能量损耗。
在电机的工作过程中,由于磁场的变化,铁芯会不断发生磁化和去磁化的过程。
这个磁化和去磁化的过程会导致铁芯内部发生磁滞现象,从而产生能量损耗。
磁滞损耗与铁芯的磁滞性能有关,一般来说,磁滞性能越差的材料,磁滞损耗越大。
三、铜损铜损是直流电机在电流通过绕组时,绕组内部的导电材料发生的能量损耗。
铜损主要包括与电流的平方成正比的欧姆损耗和与电流的频率成正比的感应损耗。
3.1 欧姆损耗欧姆损耗是指绕组中导体由于电流通过时所产生的电阻加热而损失的能量。
欧姆损耗与绕组的电阻成正比,电流的平方成正比。
3.2 感应损耗感应损耗是指绕组中导体由于磁场的变化而产生的感应电动势所导致的能量损耗。
感应损耗与绕组的电抗和电流的频率成正比。
四、减少铁损铜损的方法为了降低直流电机的铁损和铜损,可以采取以下措施:4.1 选用低铁损材料在设计和制造直流电机时,可以选择具有较低涡流损耗和磁滞损耗的铁芯材料,如硅钢片,以降低铁损。
4.2 降低电流密度通过合理设计绕组的截面积和匝数,可以降低电流密度,从而减少铜损。
4.3 提高绕组的导热性能通过采用散热材料或散热结构,提高绕组的导热性能,降低绕组的温升,从而减少铜损。
铁损,磁损,铜损的概念
什么是铁损,什么是铜损,什么是磁损?
铁损(Iron Loss):铁损包括磁性材料的磁滞损耗和涡流损耗以及剩余损耗,单位为W/ kg(瓦/千克)。
磁滞损耗是指铁磁材料作为磁介质,在一定励磁磁场下产生的固有损耗;(在电能转换磁能过程中所产生的损耗);涡流损耗是指磁通发生交变时,铁芯产生感应电动势进而产生感应电流,感应电流呈旋涡状,称之为涡流;感应电流在铁芯电阻上产生的损耗就是涡流损耗;剩余损耗是指除磁滞损耗和涡流损耗以外的损耗,由于所占比重较小,也可忽略不计。
铜损电路中的连接导线及各种非电热性的导电部分都有一定的电阻,有电流流动时,不可避免地有一部分店能变成热能,这些热能通常是不能加以利用的,我们把这部分能量损失称之为铜损。
磁损是指铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗。
磁滞指铁磁材料的磁性状态变化时,磁化强度滞后于磁场强度,它的磁通密度B与磁场强度H之间呈现磁滞回线关系。
经一次循环,每单位体积铁心中的磁滞损耗等于磁滞回线的面积。
这部分能量转化为热能,使设备升温,效率降低,这在交流电机一类设备中是不希望的。
软磁材料的磁滞回线狭窄,其磁滞损耗相对较小。
硅钢片因此而广泛应用于电机、变压器、继电器等设备中。
简述变压器损耗种类
简述变压器损耗种类
变压器损耗是指变压器在运行过程中损失的电功率。
变压器主要有两种损耗类型:铜损和铁损。
1. 铜损:
铜损是指变压器在导电部分(主要是绕组和连接线)中产生的电阻损耗。
由于电流通过铜导线时会产生一定的电阻,导致能量转化为热量而损耗。
铜损主要取决于导线的截面积、长度、电流和电阻率。
通常来说,铜损是变压器总损耗中较小的一部分。
2. 铁损:
铁损是指变压器在铁芯部分产生的磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁芯在磁化和去磁化过程中产生的能量损失,而涡流损耗是由于磁场变化导致铁芯中的涡流产生的能量损耗。
铁损主要取决于变压器的磁通密度、频率和铁芯材料的特性。
因此,在变压器设计中,通常会选择具有较低的磁滞和涡流损耗的材料来减少铁损。
总的来说,变压器损耗是不可避免的,但可以通过合理的设计、选择高质量的材料和提高变压器的效率来降低损耗。
降低损耗不仅可以提高变压器的效率,还可以减少能源浪费,节约成本,并且对环境保护也有积极的影响。
因此,在变压器设计和运行中,减少损耗是一个重要的考虑因素。
简述直流电机损耗分类
简述直流电机损耗分类
1. 铜损耗:直流电机中的铜线导电部分会有一定的电阻,当电流通过时会产生热量,导致电能转化为热能损耗。
2. 铁损耗:直流电机中的铁芯在磁场变化时会产生涡流损耗和磁滞损耗。
涡流损耗主要是由于铁芯中的涡流形成环流导致,磁滞损耗是由于铁芯磁化和去磁化过程中的能量损耗。
3. 机械损耗:直流电机在运转过程中,由于机械摩擦和风阻等因素,会有一定的机械能转化为热能损耗。
4. 刷子损耗:直流电机采用刷子结构传递电流,刷子与转子之间会产生摩擦和火花放电,导致一部分电能转化为热能损耗。
5. 发热损耗:直流电机在运行过程中会产生一部分热量,主要是因为电机内部的电流和磁场变化产生的热能损耗。
这些损耗会导致直流电机的效率降低,因此需要在设计和使用中对其进行合理的控制和管理,以提高电机的效率和性能。
电机杂散损耗
电机的杂散损耗(Stray Losses)是指在电机运行过程中产生的不属于有用输出功率的能量损耗。
这些损耗通常以热能的形式产生,因为它们导致电机的各种部件加热。
电机的杂散损耗包括以下几个主要部分:
铁损耗(Iron Losses):铁损耗也称为铁心损耗,是由于电机的铁芯(通常是硅钢片)在交变电流作用下发生周期性磁化和去磁化而产生的损耗。
铁损耗包括:
•磁滞损耗(Hysteresis Loss):由于铁芯在磁场中周期性磁化和去磁化而引起的能量损耗。
•涡流损耗(Eddy Current Loss):由于铁芯中产生的涡流导致的能量损耗。
摩擦和风阻损耗:这种损耗是由于电机旋转部件(如轴承和风扇)的摩擦和空气阻力而产生的能量损耗。
这部分损耗通常与电机的机械构造和运行条件有关。
激磁损耗(Excitation Losses):激磁损耗是由于电机中的励磁电流(用于产生磁场)而产生的能量损耗。
电阻损耗(Resistance Losses):这是由于电机的线圈电阻而产生的能量损耗。
当电流通过线圈时,根据欧姆定律,会有电阻损耗。
轴向和径向震动损耗:电机运行时,部分能量会以振动和声音的形式损失,这是杂散损耗的一部分。
降低电机杂散损耗是提高电机效率的重要目标之一,特别是在需要高效率的应用中,例如电动汽车和工业马达。
为了减少这些损耗,可以采取一些措施,如优化电机的设计、减小电阻、改进轴
承、提高材料效率等。
通过减少杂散损耗,可以提高电机的效率,减少能源浪费,降低运行成本。
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1
变压器铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分
(盐城师范学院, 江苏 盐城 224002)
[摘要] 本文介绍了用测试手段区分变压器铁芯损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的基本方法,着重阐述了测试原理,测试装置和测试方法以及测试数据处理方法.
[Summary] The text emphatically expounded testing principle, testing device, testing method and the method of dealing with testing data. This article introduced the basic method of distinguishing the magnetic resistance wastage and eddy current wastage of transformer core wastage by testing.
关键词 磁滞损耗 涡流损耗 区分方法
0 引言
在变压器铁芯损耗中包含着磁带损耗和涡流损耗,即:()()()c h FC P P P 涡流损耗磁滞损耗铁损+=
通常的电机测试(如变压器铜铁损的测量)仅是测出总的铁损FC P ,而不能进一步区分出其中的磁滞损耗分量和涡流损耗分量。
本文将简要地介绍一下我们用测试的方法来区分铁芯损耗中的磁带损耗和涡流损耗测试原理,采用测试装置,设计的测试方法以及测试结果的验证方法。
1 测试原理
在通常情况下,铁芯损耗的计算公式为:
V B f V fB P P P m
c m
h c a FC 22
2
σσ+=+= (1)
上式是一经验公式,式中h σ,c σ均为与铁芯材料性质有关的系数,f 为电源频率,m B 为铁芯中磁感应强度的最大值,V 为铁芯材料的体积。
令(1)式中的A V B m
h =2
σ,B V B m
c =2σ,得:
2Bf Af P Fe += (2) 可见,当维持m B 不变时,A 、B 均与频率无关的常数。
则有:
Bf A f
P FC
+= (3)
依据(3)式,在中心频率为50Hz 附近取一系列不同的频率值,分别测出其对应的Fe P 值,采用线性回归法对测试数据进行处理,即可得到(3)
式中的两个常数A 和B 。
由Af P h =和2
Bf
P c =即可区分出对应于某一f 值的Fe P 中的h P 分量和
c P 分量。
2 测试装置
1.被测样品:TB 单相变压器。
(原边额定电压为220伏,副边为36伏。
原边绕组匝数为1000匝,副边绕组匝数为180匝,额定容量为500V A 。
)
2.变频电源:SDF-1型直流电动同步发电机组及KGT-1型可控调速器。
3.频率表:Hz D −3型频率表。
4.功率表:W D −34型低功率因数瓦特表。
测试采用该表的300伏电压档和0.5安电流档。
5.电压表:V D −26型电压表及MF-10万用表。
本次测试采用上述两表的300伏档和50伏档,分别用于测量测试电路中的1U 值和2U 值。
6.电流表:A D −26型电流表,本次测试采用该表的0.5安档。
3 测试方法
1. 实验装置的电路原理图如下:
2. 在测试中,在改变f 值时应始终保持m B 值不变。
2
由公式:f
U
k f U B z ws m ==44.42可见,
要想在保持m B 值为定值的条件下来改变f 值,则应通过保持f
U 2
值不变的方法来实现。
当每调整
一次f 值后,应适当地调整变频电源的电压输出,使2U 值与f 值相适应。
3. 为了使电机的f ,U 有较大的调整余地,可采用电机的两相线输出作电源。
4. 应扣除变压器线圈的铜损。
因为在功率表所显示的读数(表P )中包含着铁损(Fe P )和线圈铜损(0铜c P )
,故0铜表C Fe P p P −=。
测量铜损的具体方法是先用电桥测出变压器原边线圈的铜电阻
1r ,并记录每次随f 和2U 而改变的0I 值,由
12
00r
I P c =铜即可求出。
4 测试数据及计算方法
1. 实验数据: 2. 计算方法:
根据Bf A f
P Fe +=的形式,对上述数据用线
性回归法处理得:
()
()()J fi f n fi i P f i
P f A Fe i
Fe i 12
2
2210009.300.3505.17572700
.35005.1387583.25.17572−×=−××−×=
−••−•=∑∑∑∑∑
∑ ()
()
()
JS fi fi n fi
i P fi P n B Fe FeI 32
2
210862.100.3505.1757277583
.200.35005.1387−×=−××−×=
−••−•=∑∑∑∑∑ 由f Af P h 110009.3−×==及23210862.1f Bf p c −×==,
即可很方便地求出这台被试变压器的对应于某个f 值的h P 值和c P 值。
例如,当f=50Hz 时:
()W P h 05.15= ()W P c 66.4=
5 测试的可靠性
上述测试结果是可以得到验证的,验证的方
法之一可采用计算涡流损耗的理论公式来验算。
由V b B f k P m f c 2
2223
4γ=
,分别测出式中的γ(钢片导电率),f k (波形系数,当电动势波形为正弦波时,f k =1.11),m B (铁芯中磁感应强度的最大值),b(钢片厚度),V (铁芯体积),f(电源频率),即可求出c P 值。
采用这种验证方法我们对前述测试结果进行了检验,结果证明两者是基本一致的。
根据上述原理和测试方法同样可以对三相电力变压器,各类有铁芯的电抗器、镇流器的Fe P 中的h P 和c P 值进行区分和定量的分析。
()Hz f
45.00 47.00 48.50 50.00 51.50 53.0099.00 ()W P Fe
17.39 18.15 18.99 19.67 20.43 21.33
22.19。