下面我們來(lái)介紹與磁芯損耗相關(guān)的參數(shù),主要有5個(gè):
第一個(gè)是損耗因數(shù)。
第二個(gè)比損耗因數(shù)。
第三個(gè)品質(zhì)因數(shù)。
第四個(gè)磁帶損耗常數(shù)。
第五個(gè)磁芯功率損耗密度也就比鐵芯損耗。
下面我們來(lái)介紹損耗因數(shù)。
鐵瓷物質(zhì)在交流磁化過(guò)程中,因消耗能量的而熱,磁性的一個(gè)損耗功率有磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗構(gòu)成。正是由于這三部分損耗,在這個(gè)模型中具有電阻分量,從而引起電感電流和電壓的上移。它們的相位差,我們稱為損耗角。那么這三部分損耗所引起的上移可以表示為
,其中
是磁滯損耗因數(shù),
是渦流損耗因數(shù),
是剩余損耗因數(shù),那么
稱為且鐵磁物質(zhì)的損耗因數(shù)。
因?yàn)榇判镜膿p耗是有功功率,就會(huì)像引起電感的電流和電壓的相移,我們把這個(gè)角稱為損耗角,用損耗因數(shù)表示。因此
式中R是三種損耗的等效電阻。磁芯損耗與工作頻率密切相關(guān),如圖所示,是損耗因數(shù)與工作頻率變化的關(guān)系曲線。圖中Bm表示磁芯的最大工作磁通密度,從圖中可以看到磁芯的損耗因數(shù)是工作頻率的函數(shù),當(dāng)磁芯工作在很低的磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),磁滯損耗可以忽略不計(jì),由于渦流損耗隨著工作頻率的升高而增加,因此在工作頻率很低時(shí),渦流損耗也可以忽略不計(jì),剩余部分的損耗統(tǒng)稱為剩余損耗。
下面我們來(lái)介紹比損耗因數(shù)。
把磁芯損耗表示為與材料特性有關(guān),而與磁芯的磁導(dǎo)率無(wú)關(guān)的參數(shù)更具有代表性,所以我們稱為比損耗因數(shù),用
表示。對(duì)于存在氣隙較大的磁芯,共模電感和信號(hào)變壓器等磁芯中由于工作的磁通密度較低,磁滯損耗很小可以忽略不計(jì),因此產(chǎn)品手冊(cè)中常用比損耗因數(shù)
來(lái)描述磁芯的損耗,主要包括剩余損耗和渦流損耗,但是不包括磁滯損耗。當(dāng)磁路中存有氣隙時(shí),比損耗因數(shù)作為
。
相對(duì)損耗因數(shù)
也是頻率的函數(shù),如圖所示是某公司的功率材料的相對(duì)損耗因數(shù)隨頻率變化的特性曲線。從圖中可以看出,隨著頻率的升高,相對(duì)損耗因數(shù)也在升高,表明了損耗也在增加。
下面我們來(lái)介紹品質(zhì)因數(shù)。
當(dāng)電感用于濾波器時(shí),用品質(zhì)因數(shù)來(lái)表示其性能。品質(zhì)因數(shù)Q=1/tanδ,它是損耗因數(shù)的導(dǎo)數(shù),等于ωL/R,R我們稱為總電阻,它包括了某工作頻率時(shí)的鐵心的等效電阻,和繞組的交流等效電阻。
下面我們來(lái)研究磁滯損耗常數(shù)。
當(dāng)磁芯的工作頻率一定時(shí),磁通密度增加,磁滯損耗會(huì)增大,磁滯損耗占到磁芯總損耗的比例可以通過(guò)測(cè)量某一工作頻率下來(lái)獲得。例如又圖所示,我們選取工作的磁通密度分別為1.5mT和3.0mT,那么來(lái)獲得兩個(gè)不同的損耗因數(shù),因此就可以定義磁滯損耗常數(shù)等于兩種磁感應(yīng)強(qiáng)度下的磁滯損耗因數(shù)之差,也就是Δtanδ除以有效磁導(dǎo)率和兩個(gè)磁感應(yīng)密度的差。那么對(duì)于一個(gè)給定的磁芯的工作磁通密度B,磁滯損耗常
也可以根據(jù)下列設(shè)置求的,也就是說(shuō)
,那么這個(gè)式子也是國(guó)際電工協(xié)會(huì)對(duì)磁滯損耗常數(shù)的定義。