下面我们来介绍与磁芯损耗相关的参数,主要有5个:
第一个是损耗因数。
第二个比损耗因数。
第三个品质因数。
第四个磁带损耗常数。
第五个磁芯功率损耗密度也就比铁芯损耗。
下面我们来介绍损耗因数。
铁瓷物质在交流磁化过程中,因消耗能量的而热,磁性的一个损耗功率有磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗构成。正是由于这三部分损耗,在这个模型中具有电阻分量,从而引起电感电流和电压的上移。它们的相位差,我们称为损耗角。那么这三部分损耗所引起的上移可以表示为
,其中
是磁滞损耗因数,
是涡流损耗因数,
是剩余损耗因数,那么
称为且铁磁物质的损耗因数。
因为磁芯的损耗是有功功率,就会像引起电感的电流和电压的相移,我们把这个角称为损耗角,用损耗因数表示。因此
式中R是三种损耗的等效电阻。磁芯损耗与工作频率密切相关,如图所示,是损耗因数与工作频率变化的关系曲线。图中Bm表示磁芯的最大工作磁通密度,从图中可以看到磁芯的损耗因数是工作频率的函数,当磁芯工作在很低的磁场强度时,磁滞损耗可以忽略不计,由于涡流损耗随着工作频率的升高而增加,因此在工作频率很低时,涡流损耗也可以忽略不计,剩余部分的损耗统称为剩余损耗。
下面我们来介绍比损耗因数。
把磁芯损耗表示为与材料特性有关,而与磁芯的磁导率无关的参数更具有代表性,所以我们称为比损耗因数,用
表示。对于存在气隙较大的磁芯,共模电感和信号变压器等磁芯中由于工作的磁通密度较低,磁滞损耗很小可以忽略不计,因此产品手册中常用比损耗因数
来描述磁芯的损耗,主要包括剩余损耗和涡流损耗,但是不包括磁滞损耗。当磁路中存有气隙时,比损耗因数作为
。
相对损耗因数
也是频率的函数,如图所示是某公司的功率材料的相对损耗因数随频率变化的特性曲线。从图中可以看出,随着频率的升高,相对损耗因数也在升高,表明了损耗也在增加。
下面我们来介绍品质因数。
当电感用于滤波器时,用品质因数来表示其性能。品质因数Q=1/tanδ,它是损耗因数的导数,等于ωL/R,R我们称为总电阻,它包括了某工作频率时的铁心的等效电阻,和绕组的交流等效电阻。
下面我们来研究磁滞损耗常数。
当磁芯的工作频率一定时,磁通密度增加,磁滞损耗会增大,磁滞损耗占到磁芯总损耗的比例可以通过测量某一工作频率下来获得。例如又图所示,我们选取工作的磁通密度分别为1.5mT和3.0mT,那么来获得两个不同的损耗因数,因此就可以定义磁滞损耗常数等于两种磁感应强度下的磁滞损耗因数之差,也就是Δtanδ除以有效磁导率和两个磁感应密度的差。那么对于一个给定的磁芯的工作磁通密度B,磁滞损耗常也可以根据下列设置求的,也就是说
,那么这个式子也是国际电工协会对磁滞损耗常数的定义。