Der Begriff Hysterese ist ein altgriechisches Wort und die Bedeutung dieses Wortes ist zurückgeblieben oder mangelhaft. Es wurde ungefähr im Jahr 1890 von „Sir James Alfred Ewing“ erfunden, um das Verhalten des magnetischen Materials zu beschreiben. Wir wissen, dass die Rotation Verluste trat hauptsächlich in allen auf Elektromotoren während die Leistung von elektrisch auf mechanisch geändert wird. Im Allgemeinen werden diese Verluste in verschiedene Verluste wie magnetische, mechanische, Kupfer- oder Bürstenverluste eingeteilt, die ansonsten auf der Grundursache und dem Mechanismus beruhen. Es gibt also zwei Arten von magnetischen Verlusten, nämlich Hysterese und Wirbelstrom. Dieser Artikel beschreibt einen Überblick über den Hystereseverlust und seine Einflussfaktoren.
Was ist Hystereseverlust?
Definition: Ein Hystereseverlust kann durch die Magnetisierung und Entmagnetisierung des Kerns verursacht werden, wenn Strom in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zugeführt wird. Wenn die Magnetisierungskraft innerhalb des magnetischen Materials angewendet wird, sind die Moleküle des magnetischen Materials in einer bestimmten Richtung ausgerichtet. Diese Kraft kann in umgekehrter Richtung nach oben gedreht werden. Die interne Reflexion der molekularen Magnete widersteht der Umkehrung des Magnetismus, was zu einer magnetischen Hysterese führt. Die innere Reflexion kann durch Verwendung des Teils der Magnetisierungskraft überwunden werden.
Hystereseverlust
Hystereseverlustformel
Die Hauptbeziehung zwischen „H“ (Magnetisierungskraft) und „B“ (Flussdichte) ist in der folgenden Hysteresekurve dargestellt. Der Hystereseschleifenbereich zeigt die erforderliche Energie, um einen vollständigen Magnetisierungs- und Entmagnetisierungszyklus abzuschließen. Der Schleifenbereich repräsentiert hauptsächlich den Energieverlust während dieses Prozesses.
Die Gleichung für den Hystereseverlust kann mit der folgenden Gleichung dargestellt werden
Pb = η * Bmaxn * f * V.
Aus der obigen Gleichung ergibt sich
'Pb' ist der Hystereseverlust
'Η' ist der Steinmetz-Hysteresekoeffizient, der vom Material abhängt
'Bmax' ist die Dichte des höchsten Flusses
'N' ist der Steinmetz-Exponent, basierend auf dem Material, das zwischen 1,5 und 2,5 liegt
'F' ist die Frequenz der magnetischen Umkehrung für jede Sekunde.
'V' ist das magnetische Materialvolumen (m3).
Der Hauptvorteil der Hystereseschleife besteht hauptsächlich darin, dass der Bereich der Hystereseschleife einen geringen Hystereseverlust darstellt. Diese Schleife gibt den Retentions- und Koerzitivfeldwert eines Materials an. Daher die Möglichkeit, das ideale Material für den Bau eines Permanentmagneten auszuwählen, dann den Kern des Maschine wird einfacher. Aus dem obigen B-H-Diagramm wird der verbleibende Magnetismus bestimmt und daher ist die Auswahl eines Materials für Elektromagnete einfach.
Die Größe des Hystereseverlustes
Die folgende Streifenfigur zeigt einen Magnetisierungszyklus des magnetischen Materials. Ein kleiner Streifen mit dB-Dicke über der Hystereseschleife ist unten dargestellt.
Größe des Hystereseverlustes
Für jeden aktuellen (I) Wert beträgt der äquivalente Flusswert:
Φ = B x A weber
Für die Minutenladung 'dϕ' ist dB x A, dann kann die geleistete Arbeit wie folgt angegeben werden
dW = Amperewindung x Flussänderung
dW = NI x (dB x A) Joule
dW = N (Hl / n) (dB x A) Joule
Wobei H = NI / l
dW = H (Al) dB Joule
Die vollständige Arbeit, die während eines gesamten Magnetisierungszyklus geleistet wird, kann durch Integration der obigen Gleichung auf beiden Seiten erreicht werden
dW = H (Al) dB Joule
W = ∫H (Al) dB
W = Al ∫H dB Joule
Aus der obigen Gleichung ergibt sich, dass die Schleifenfläche 'HdB' ist.
Also ist W = Al x die Hystereseschleifenfläche, andernfalls ist die pro Volumeneinheit geleistete Arbeit W / m3 gleich der Hystereseschleifenfläche in Joule.
Wenn die Nr. von Magnetisierungszyklen, die pro Sekunde durchgeführt werden können, dann ist der Hystereseverlust / m3 = eine Hystereseschleifenfläche x f Joule pro Sekunde, sonst Watt
Der Hystereseverlust innerhalb des magnetischen Materials für jede Volumeneinheit kann wie folgt ausgedrückt werden.
Ph / m3 = Ƞ Bmax1,6 fV Watt
Aus der obigen Gleichung ergibt sich
'Ph' ist der Hystereseverlust innerhalb von Watt
'Ƞ' ist die Hysteresekonstante innerhalb von J / m3. Dieser Wert hängt hauptsächlich von der Art des magnetischen Materials ab.
'Bmax' ist der höchste Wert für die Dichte des Flusses innerhalb des magnetischen Materials in wb / m2
'F' ist die Nr. von Magnetisierungszyklen, die für jede Sekunde gemacht werden
'V' ist das magnetische Materialvolumen in m3
Faktoren, die den Hystereseverlust beeinflussen
Es gibt verschiedene Arten von Faktoren, die den Hystereseverlust beeinflussen, wie die folgenden.
- Die Schleife der Hysterese ist eng, das Material wird sehr leicht magnetisiert.
- Wenn das Material nicht einfach magnetisiert wird, ist die Hystereseschleife ebenfalls groß.
- Bei unterschiedlichen Werten von „B“ können unterschiedliche Materialien gesättigt sein, sodass die Schlaufenhöhe beeinflusst wird.
- Diese Schleife hängt hauptsächlich von der materiellen Natur ab.
- Die Größe und Form der Schlaufe hängt hauptsächlich von der ersten Position der Probe ab.
Wie reduzieren wir Hystereseverluste?
Hystereseverluste können reduziert werden, indem Material verwendet wird, das weniger Fläche der Hystereseschleife hat. Daher kann hochwertiger oder Quarzstahl zum Entwerfen des Kerns innerhalb eines verwendet werden Transformator weil es extrem weniger Fläche der Hystereseschleife hat.
Um diesen Verlust zu verringern, kann das spezielle Kernmaterial verwendet werden, das eine Flussdichte von Null / Nicht-Null erreicht, sobald der Stromfluss entfernt wird.
Diese Verluste können durch Erhöhen der Nr. Verringert werden. von Laminierungen, die durch weniger Lücken zwischen Platten geliefert werden. Der Hystereseverlust kann verringert werden, indem ein Softcore mit weniger Hysterese gewählt wird. Das beste Beispiel hierfür ist Siliziumstahl usw. Diese Verluste hängen hauptsächlich von der Flussdichte, dem laminierten Kern und der Frequenz ab.
Anwendungen
Das Anwendungen des Hystereseverlustes das Folgende einschließen.
Die Hystereseschleife liefert die Daten zu Koerzitivkraft, Remanenz, Suszeptibilität, Permeabilität und Energieverlust während eines einzelnen Magnetisierungszyklus für jeden ferromagnetisches Material . Diese Schleife hilft uns also bei der Auswahl des richtigen und geeigneten Materials für einen bestimmten Zweck. Einige Beispiele für Hystereseverluste umfassen Permanentmagnete, Elektromagnete und den Kern des Transformators.
- Diese werden in Ferromagneten eingesetzt.
- Hystereseschleifen sind beim Entwurf zahlreicher elektrischer Geräte von Bedeutung
Das ist also Alles über einen Überblick über den Hystereseverlust Dazu gehören Formeln, Faktoren und Anwendungen. Die Haupteigenschaften dieser Verluste umfassen hauptsächlich Remanenz, Restfluss, Restmagnetismus, Koerzitivkraft, Permeabilität und Reluktanz. Hier ist eine Frage für Sie: Was ist die Einheit des Hystereseverlusts?
