คำว่า Hysteresis เป็นคำภาษากรีกโบราณและความหมายของคำนี้ล้าหลังหรือบกพร่อง มันถูกคิดค้นโดย“ เซอร์เจมส์อัลเฟรดอีวิง” ประมาณปี พ.ศ. 2433 เพื่อใช้อธิบายพฤติกรรมของวัสดุแม่เหล็ก เรารู้ว่าการหมุนเวียน การสูญเสีย ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในทั้งหมด มอเตอร์ไฟฟ้า ในขณะที่เปลี่ยนพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกล โดยทั่วไปการสูญเสียเหล่านี้จะแบ่งออกเป็นความสูญเสียที่แตกต่างกันเช่นแม่เหล็กกลทองแดงแปรงหรืออื่น ๆ การสูญเสียที่หลงทางโดยขึ้นอยู่กับสาเหตุพื้นฐานและกลไก การสูญเสียแม่เหล็กจึงมีสองประเภทคือฮิสเทรีซิสและกระแสวน บทความนี้กล่าวถึงภาพรวมของการสูญเสียฮิสเทรีซิสและปัจจัยที่มีผลกระทบ
Hysteresis Loss คืออะไร?
คำจำกัดความ: การสูญเสีย Hysteresis อาจเกิดจากการทำให้เป็นแม่เหล็กและการขจัดแม่เหล็กของแกนเมื่อจ่ายกระแสไฟฟ้าภายในทิศทางของการเดินหน้าและถอยหลัง เมื่อแรงแม่เหล็กถูกนำไปใช้ภายในวัสดุแม่เหล็กโมเลกุลของวัสดุแม่เหล็กจะถูกจัดแนวในทิศทางเดียว แรงนี้สามารถพลิกกลับในทิศทางย้อนกลับการสะท้อนภายในของโมเลกุลแม่เหล็กจะต้านทานการย้อนกลับของแม่เหล็กซึ่งส่งผลให้เกิด Magnetic Hysteresis การสะท้อนภายในสามารถเอาชนะได้โดยใช้ส่วนของแรงแม่เหล็ก
การสูญเสีย Hysteresis
สูตรการสูญเสีย Hysteresis
ความสัมพันธ์หลักระหว่าง 'H' (แรงแม่เหล็ก), 'B' (ความหนาแน่นของฟลักซ์) จะแสดงในเส้นโค้งฮิสเทรีซิสต่อไปนี้ พื้นที่ลูปฮิสเทอรีซิสแสดงพลังงานที่ต้องการเพื่อให้วงจรแม่เหล็กเป็นแม่เหล็กรวมทั้งการขจัดแม่เหล็กได้อย่างสมบูรณ์ พื้นที่วนรอบส่วนใหญ่แสดงถึงพลังงานที่สูญเสียไปตลอดกระบวนการนี้
สมการสำหรับการสูญเสียฮิสเทรีซิสสามารถแสดงได้ด้วยสมการต่อไปนี้
Pb = η * Bmaxn * f * V
จากสมการข้างต้น
'Pb' คือการสูญเสียฮิสเทรีซิส
‘η’ คือค่าสัมประสิทธิ์ฮิสเทรีซิสของ Steinmetz ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุ
‘Bmax’ คือความหนาแน่นของฟลักซ์สูงสุด
‘n’ คือเลขชี้กำลังของ Steinmetz ซึ่งขึ้นอยู่กับวัสดุที่มีตั้งแต่ 1.5- 2.5
'f' คือความถี่ของการกลับตัวของแม่เหล็กในแต่ละวินาที
‘V’ คือปริมาตรวัสดุแม่เหล็ก (m3)
ประโยชน์หลักของห่วงฮิสเทรีซิสส่วนใหญ่รวมถึงพื้นที่ของห่วงฮิสเทรีซิสแสดงถึงการสูญเสียฮิสเทรีซิสต่ำ ลูปนี้ให้ค่าความคงทนและการบีบบังคับของวัสดุ ดังนั้นวิธีการเลือกวัสดุในอุดมคติเพื่อสร้างแม่เหล็กถาวรจากนั้นจึงนำแกนของ เครื่อง จะง่ายขึ้น จากกราฟ B-H ด้านบนแม่เหล็กที่เหลือจะถูกกำหนดและดังนั้นการเลือกวัสดุจึงเป็นเรื่องง่ายสำหรับแม่เหล็กไฟฟ้า
ขนาดของการสูญเสีย Hysteresis
รูปแถบต่อไปนี้แสดงหนึ่งรอบของการดึงดูดของวัสดุแม่เหล็ก แถบเล็ก ๆ ที่มีความหนา dB เหนือห่วงฮิสเทรีซิสแสดงอยู่ด้านล่าง
ขนาดของการสูญเสีย Hysteresis
สำหรับค่ากระแส (I) ใด ๆ ค่าฟลักซ์ที่เท่ากันคือ
Φ = B x A เวเบอร์
สำหรับการชาร์จนาที 'dϕ' คือ dB x A งานที่ทำสามารถกำหนดเป็น
dW = แอมแปร์เทิร์น x การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์
dW = NI x (dB x A) จูล
dW = N (Hl / n) (dB x A) จูล
โดยที่ H = NI / l
dW = H (Al) dB จูล
งานที่สมบูรณ์ที่ทำตลอดวงจรการดึงดูดทั้งหมดสามารถทำได้โดยการรวมสมการข้างต้นเข้ากับทั้งสองด้าน
dW = H (Al) dB จูล
W = ∫H (อัล) dB
W = Al ∫H dB จูล
จากสมการข้างต้นพื้นที่ลูปคือ 'ʃ HdB'
ดังนั้น W = Al x พื้นที่ลูปฮิสเทรีซิสมิฉะนั้นงานที่ทำต่อหน่วยปริมาตรคือ W / m3 เท่ากับพื้นที่ลูปฮิสเทรีซิสในจูล
ถ้าไม่มี. ของรอบของการดึงดูดซึ่งสามารถทำได้ต่อทุกวินาทีจากนั้นการสูญเสีย Hysteresis / m3 = พื้นที่ลูปฮิสเทรีซิสหนึ่งพื้นที่ x f จูลต่อวินาทีมิฉะนั้นวัตต์
การสูญเสีย Hysteresis ภายในวัสดุแม่เหล็กสำหรับแต่ละหน่วยปริมาตรสามารถแสดงได้ดังต่อไปนี้
Ph / m3 = Ƞ Bmax1.6 fV วัตต์
จากสมการข้างต้น
'Ph' คือการสูญเสียฮิสเทรีซิสภายในวัตต์
‘Ƞ’ คือค่าคงที่ของฮิสเทรีซิสภายใน J / m3 ค่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุแม่เหล็ก
‘Bmax’ คือค่าสูงสุดของความหนาแน่นของฟลักซ์ภายในวัสดุแม่เหล็กคือ wb / m²
'f' คือหมายเลข ของวัฏจักรของการดึงดูดซึ่งสร้างขึ้นในแต่ละวินาที
‘V’ คือปริมาตรวัสดุแม่เหล็กในหน่วย m3
ปัจจัยที่มีผลต่อการสูญเสีย Hysteresis
มีปัจจัยหลายอย่างที่ส่งผลต่อการสูญเสียฮิสเทรีซิสดังต่อไปนี้
- ห่วงของฮิสเทรีซิสแคบวัสดุจะถูกแม่เหล็กได้ง่ายมาก
- ในทำนองเดียวกันถ้าวัสดุไม่ได้ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กเพียงอย่างเดียวห่วงฮิสเทรีซิสก็จะมีขนาดใหญ่
- ด้วยค่า 'B' ที่แตกต่างกันวัสดุที่แตกต่างกันอาจอิ่มตัวได้ดังนั้นความสูงของลูปจะได้รับผลกระทบ
- ห่วงนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับลักษณะของวัสดุ
- ขนาดห่วงและรูปร่างส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งแรกของชิ้นงานทดสอบ
เราจะลดการสูญเสีย Hysteresis ได้อย่างไร?
การสูญเสีย Hysteresis สามารถลดลงได้โดยใช้วัสดุที่มีพื้นที่น้อยกว่าของห่วง hysteresis ดังนั้นเหล็กเกรดสูงหรือซิลิก้าสามารถใช้ในการออกแบบแกนภายใน a หม้อแปลงไฟฟ้า เนื่องจากมีพื้นที่ของห่วงฮิสเทอรีซิสน้อยมาก
เพื่อลดการสูญเสียนี้สามารถใช้วัสดุแกนพิเศษซึ่งมีความหนาแน่นของฟลักซ์เป็นศูนย์ / ไม่เป็นศูนย์เมื่อการไหลของกระแสถูกลบออก
ความสูญเสียเหล่านี้สามารถลดลงได้โดยการเพิ่มจำนวน ของการเคลือบซึ่งจ่ายผ่านช่องว่างน้อยลงระหว่างเพลต การสูญเสีย Hysteresis สามารถลดลงได้โดยการเลือกซอฟต์คอร์ที่มีฮิสเทรีซิสน้อย ตัวอย่างที่ดีที่สุดคือเหล็กซิลิกอนเป็นต้นการสูญเสียเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของฟลักซ์แกนลามิเนตและความถี่
การใช้งาน
การประยุกต์ใช้การสูญเสียฮิสเทรีซิส รวมสิ่งต่อไปนี้
ห่วงฮิสเทอรีซิสให้ข้อมูลของการบีบบังคับการกักเก็บความอ่อนไหวการซึมผ่านและการสูญเสียพลังงานตลอดวงจรการดึงดูดเพียงครั้งเดียวสำหรับทุกๆ วัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า . ดังนั้นการวนซ้ำนี้จะช่วยเราในการเลือกวัสดุที่ถูกต้องและเหมาะสมตามวัตถุประสงค์ที่กำหนด ตัวอย่างบางส่วนของการสูญเสียฮิสเทอรีซิส ได้แก่ แม่เหล็กถาวรแม่เหล็กไฟฟ้าและแกนกลางของหม้อแปลง
- สิ่งเหล่านี้ใช้ในเฟอร์ริติก
- ห่วง Hysteresis มีความสำคัญในการออกแบบอุปกรณ์ไฟฟ้าจำนวนมาก
ดังนั้นนี่คือ ทั้งหมดเกี่ยวกับภาพรวมของการสูญเสียฮิสเทรีซิส ซึ่งรวมถึงสูตรปัจจัยและการใช้งาน คุณสมบัติหลักของการสูญเสียเหล่านี้ส่วนใหญ่ ได้แก่ Retentivity, Residual Flux, Residual Magnetism, Coercive Force, Permeability และ Reluctance นี่คือคำถามสำหรับคุณหน่วยของการสูญเสียฮิสเทรีซิสคืออะไร?
