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电磁流速計电磁损耗难题

发布时间:2020-04-27 08:05    浏览次数 :

电磁流量计基于法拉第电磁感应定律工作的,它不断的发射和接受电磁波,电磁波是以能量的形式传播的,传播过程中会不可避免的产生损耗。这跟收音机的原理有点相似,我们知道,离收音机电台越远的听众接收到的信号就越弱,原因就是传输的距离过长,中间出现了能量损耗。 电磁流量计的电磁损耗又是多种原因的,可能周围存在磁场的干扰而产生损耗,也有可能流量计自身的构造造成信号传速的干扰,不管什么原因,一般情况下,电磁流量计的电磁损耗有以下几种形式: 磁滞损耗 磁滞损耗是由于磁性材料的磁滞特性造成的。线圈通以交流电后,由于磁性材料的磁滞现象,磁通相位比电流相位滞后一定的角度(磁滞角)。当铁芯中的磁感应强度没有达到饱和时,磁滞损耗是很小的。因此,电磁流量计的磁轭、铁芯采用高磁导率的电工矽钢片做成,矽钢片的碾压方向最好与磁力线方向一致,这样,磁滞损耗大大下降,可以忽略不计。 涡流损耗 磁轭内的涡流损耗磁轭应采用磁导率高、电动率低的薄片,每片之间应绝缘,可以减少损耗,通常对几十赫兹的市电频率,矽钢片厚度为0.25~0.5mm就可以使涡流损耗不致超过容许值。 金属测量管内的涡流损耗 激磁电源的频率越高、磁场强度越强、磁场的轴向长度越长、测量管的管径越大、壁厚越厚,则涡电流越大、涡流损耗越大,磁感应强度滞后于磁场电流的相位差角也越大。 标签: 电磁流量计

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在直线电动机中,如果对绕线线圈通直流电,其功率损耗仅为铜损耗P。当线圈中通交流电时,电机的损耗除了铜损耗P.之外,还有铁心损耗P.无论是铜损耗还是铁心损耗,郁将转化为热量散发冉去,导致电机温度升,影响电机效率。 (1)铜损耗 直线电动机的励磁线圈采用漆包铜线绕制而成,当电机处于稳定T作状态时,线圈中有正弦交流电通过,此时电机产生的铜损耗计算式: P=I²R (1) 式中:I为通过励磁线圈电流的有效值;R为励磁线圈的电阻。计算时,应结合铜线的电阻率随温度的变化率,按电机实际T作温度下的电阻值进行计算。 (2)铁心损耗 在直线电动机中,为了增大磁路中的磁感应强度,会使用内外轭铁来满足电机的磁路要求,我们把内外轭铁称为铁心。当直线电动机中的内外轭铁位于交变磁场中并被反复磁化,它们的BH火系曲线为磁滞回线,此时内外轭铁上将会有能量损耗,称为铁心损耗。铁心损耗分为磁滞损耗和涡流损耗两部分。 直线电动机中的磁滞损耗是内外轭铁反复被磁化,其磁畴相互之间不停地摩擦,导致分子运动所消耗的能量。磁滞回线所包含的面积代表单位体积导磁材料在磁化一个周期过程中所消耗的能量。 由于内外轭铁既是导磁体,义是导电体,当它处交变磁场中时,在轭铁内会产生自行闭合的感应电流,即为涡流,涡流在轭铁中产生焦耳热损耗,称为涡流损耗。由于轭铁的电阻很小,因此产生的涡流非常大。频率越高,磁通密度越大,感应电动势就越大,涡流损耗也越大;铁心的电阻率越大,涡流流过的路径越长,涡流损耗就越小。 若内外轭铁是整块的,则它们的电阻很小,涡流很大,因为涡流而损耗的焦耳热就大。为了减小涡流损耗,直线电动机的内外轭铁口,以采用叠片状的硅钢片制作而成,并使硅钢片平面与磁感应线平行。一方面因为硅钢片本身的电阻率较大,另一方面由于各片之间存在绝缘材料,这样就把涡流限制在各片之内,使涡流大为减小,从而能减小电机损耗,提高电机效率。如不计饱和影响。 由上面的分析可知,直线电动机内外轭铁中的磁通恒定时并不会有铁心损耗,只有在交变的磁通中才会产生铁心损耗。铁心损耗的大小取决于轭铁的材料特性、磁通密度、频率和轭铁的体积。在工程实际应用过程中,铁心损耗的值很难通过上述公式进行精确计算,一般采用实验测量或数值模拟的方来确定铁心损耗的大小。 (3)其它附加损耗 其它附加损耗义称为杂散损耗,它主要包括机械损耗,以及由于谐波磁动势、漏磁通引起的附加铁损耗和附加铜损耗。例如,漏磁通在直线电动机端和倒围的会属零部件中引起的铁损耗;磁动势的高次谐波在电机表面感应高频涡流引起的铁损耗;电机运动时由于磁路各部分磁阻不同而引起磁通产生脉动损耗;绕组中由于集肤效应使电流分布不均匀而引起的额外铜损耗等。该损耗比铜损耗和铁心损耗要小得多,而且计算复杂,可以由经验估算,一般在1%以内。 直线电动机的输入功率越大,损耗越大,温升越高,为了保证电机的长寿命和町靠性以及提高电机效率,应该对直线电动机的损耗进行实验测量。基于理论计算和实验测量来优化电机的结构,选择合适的电机零部件材料,调整电机的运行参数,通过采取这些手段来减小损耗,提高电机和整机的效率。

摘要: 本文对高频开关电源所用磁芯的特性进行了研究。将磁芯理论与开关电源相结合,简明的阐述了功率磁芯的重要特性。文章解释了温度对磁性能的影响,磁滞的形成以及对不同拓扑电源损耗的把握,并详细的推导了正激电源励磁电感的表达式,以及反激电源开气隙的真正原因。

1. 物质磁性的起源和居里温度 物质是由原子组成的,原子中的电子有两种运动方式:绕原子核的轨道运动和绕本身轴的自旋。无论哪种运动都可等效为一个环形电流,由安培环路定律可知,必然产生磁场。即,原子的磁场来自轨道磁场加自旋磁场。宏观的磁场则表现为所有原子磁场的矢量和。当原子与原子的磁场取向相反时,磁场彼此抵消,对外不显示磁性。当原子与原子的磁场取向相同时,磁场彼此叠加,对外显示磁性。实际物体的宏观磁场,大多不是以原子产生的磁场为单位,而是以磁畴为单位。磁畴可以理解为无数个具有相同方向的原子的聚集。而磁畴磁场取向的排列才真正决定物体的宏观磁性。 各种磁性物体都有一个重要的物理参数:居里温度。也就是说对于磁性物体,当超过某个特定的温度时不管外界磁化磁场的大小,都不再显示磁性。这是因为热运动使物体的磁畴混乱排列,磁场彼此抵消,宏观上不显示磁性。所以电源用磁性材料必须考虑磁芯的散热,温度的升高必然导致磁性能的下降。磁性物体决不能在居里温度以上工作。一般来讲,磁导率越高居里温度越低。常规电源用铁氧体材料的居里温度约为220℃。

2. 电源用磁性物体的分类和磁化曲线