316 matches
-
în regim permanent periodic nesinusoidal de magnetizare s-a plecat de la faptul că volumul pierderilor de remagnetizare este proporțional cu aria ciclului de histerezis dinamic. Instrumentul realizat permite, pe lângă calculul acestor pierderi și vizualizarea formelor de undă ale curentului de magnetizare și ale fluxului magnetic în probă precum și vizualizarea ciclului dinamic de histerezis. Panoul frontal al instrumentului este reprezentat în Figura 2.11. Panoul cuprinde mai multe câmpuri de lucru și instrumente indicatoare după cum urmează: Selecția datelor de bază care caracterizează
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
fluxului magnetic în probă precum și vizualizarea ciclului dinamic de histerezis. Panoul frontal al instrumentului este reprezentat în Figura 2.11. Panoul cuprinde mai multe câmpuri de lucru și instrumente indicatoare după cum urmează: Selecția datelor de bază care caracterizează dispozitivul de magnetizare și proba analizată. Având în vedere larga sa utilizare, drept circuit de magnetizare și culegere a datelor experimentale s-a folosit un cadru Epstein de 25 cm.. Datele constructive ale diferitelor instalații fiind diferite s-a prevăzut posibilitatea realizării următoarelor
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
instrumentului este reprezentat în Figura 2.11. Panoul cuprinde mai multe câmpuri de lucru și instrumente indicatoare după cum urmează: Selecția datelor de bază care caracterizează dispozitivul de magnetizare și proba analizată. Având în vedere larga sa utilizare, drept circuit de magnetizare și culegere a datelor experimentale s-a folosit un cadru Epstein de 25 cm.. Datele constructive ale diferitelor instalații fiind diferite s-a prevăzut posibilitatea realizării următoarelor modificări de parametrii: a) numărul de spire N1 al bobinei de magnetizare și
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
de magnetizare și culegere a datelor experimentale s-a folosit un cadru Epstein de 25 cm.. Datele constructive ale diferitelor instalații fiind diferite s-a prevăzut posibilitatea realizării următoarelor modificări de parametrii: a) numărul de spire N1 al bobinei de magnetizare și numărul de spire N2 al bobinei secundare (240 și respectiv 1440 spire pentru instalația de laborator utilizată); b) grosimea ∆ a tolelor asupra cărora se realizează încercările experimentale ă0.35mm); d) densitatea ρ a materialului magnetic din care sunt confecționate
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
pachetului aferent fiecărei laturi a cadrului Epstein. 2° Un al doilea câmp de informare stabilește parametrii de lucru utilizați în achiziția efectivă a semnalelor utile. Acest câmp conține referiri la următorii parametrii: a) valoarea rezistenței șunt utilizată în circuitul de magnetizare, valoare necesară la calculul valorii curentului de magnetizare; b) valoarea raportului de divizare al divizorului rezistiv din secundarul cadrului Epstein, necesar în calculul fluxului magnetic (din motive de scriere s-a preferat utilizarea inversului acestui raport); c) valoarea factorului de
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
Un al doilea câmp de informare stabilește parametrii de lucru utilizați în achiziția efectivă a semnalelor utile. Acest câmp conține referiri la următorii parametrii: a) valoarea rezistenței șunt utilizată în circuitul de magnetizare, valoare necesară la calculul valorii curentului de magnetizare; b) valoarea raportului de divizare al divizorului rezistiv din secundarul cadrului Epstein, necesar în calculul fluxului magnetic (din motive de scriere s-a preferat utilizarea inversului acestui raport); c) valoarea factorului de amplificare utilizat în achiziția semnalului (achiziția datelor la
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
c) un indicator al frecvenței semnalelor de intrare; d) un indicator corespunzător valorii calculate a pierderilor de energie în materialul supus analizei. 4° două indicatoare grafice (osciloscoape virtuale) pentru vizualizarea: a) variației în timp a semnalelor de intrare ăcurent de magnetizare și tensiune secundară Epstein); b) ciclului de histerezis dinamic. 2.2.3. Descrierea funcționării instrumentului virtual In construcția instrumentului virtual au fost implicate următoarele blocuri funcționale: 1° Blocul de achiziție a semnalelor utilizează drept instrument de bază instrumentul AI Multipt
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
figurată și comanda reprezentarii grafice a datelor culese. 2° Blocul de filtrare a datelor numerice obă inute în urma achiziției ăFigura 2.13) realizează mai întâi separarea matricii de date în doi vectori corespunzători tensiunilor culese de pe șuntul din circuitul de magnetizare și de la divizorul rezistiv din secundarul cadrului Epstein. Este realizată apoi o filtrare numerică cu ajutorul a două filtre de tip Butterworth de ordinul doi și reconstituirea valorilor curentului de magnetizare ăprin împărțirea la valoarea ohmică a șuntului utilizat) și a
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
doi vectori corespunzători tensiunilor culese de pe șuntul din circuitul de magnetizare și de la divizorul rezistiv din secundarul cadrului Epstein. Este realizată apoi o filtrare numerică cu ajutorul a două filtre de tip Butterworth de ordinul doi și reconstituirea valorilor curentului de magnetizare ăprin împărțirea la valoarea ohmică a șuntului utilizat) și a tensiunii secundare ăprin multiplicarea cu inversul factorului de divizare). Implementarea acestor relații, pentru un număr de eșantioane corespunzător perioadei semnalului analizat este ilustrată în Figura 2.15. Parametrii de intrare
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
sunt utilizate pe scară din ce în ce mai largă în studiul caracteristicilor și parametrilor materialelor magnetice ăincluzând aici și pierderile de energie în fier). Dezavantajul major al acestor acestor metode îl constituie necesitatea utilizării unor echipamente scumpe dar studiul unor regimuri particulare de magnetizare (regimuri periodice nesinusoidale de variație în timp a mărimilor magnetice) este afectat de mari erori în cazul utilizării unor alte metode de măsurare. Studiul efectuat în acest capitol a urmărit analiza unor aspecte practice legate de specificul temei și anume
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
culegere a informațiilor primare necesare calculului mărimilor magnetice de material. 3° Stabilirea problemelor specifice care apar în procesul de achiziție și prelucrare numerică a datelor experimentale. Studiului efectuat a reliefat următoarele aspecte semnificative: 1° In analiza regimului periodic nesinusoidal de magnetizare utilizarea unor generatoare virtuale de semnal ăvarianta realizată de către autor fiind prezentată în cadrul subcapitolului 2.1.2.1) reprezintă cea mai potrivită datorită posibilităților practic nelimitate de prescriere a unor regimuri dintre cele mai particulare. 2° Varianta optimă de amplificator
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
unele soluții pentru corectarea erorii de fază la citire (citire dublă, citire întrețesută, citire cu întârziere programată). 4° Se poate determina frecvența minimă de eșantionare a semnalelor utile pe baza dependenței, determinată experimental, între eroarea de aproximare a curbelor de magnetizare și numărul punctelor de fracționare a intervalului maxim de variație a inducției magnetice în material. 5° O precizie sporită în citirea datelor se poate obține numai prin utilizarea unor plăci de achiziție cu amplificare reglabilă separat pe fiecare canal analogic
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
valoarea intensității câmpului magnetic în material și mărimile exterioare măsurabile. Aceasta deoarece, în mod curent, aprecierea intensității câmpului magnetic se realizează cu ajutorul legii circuitului magnetic: (III.26) în care N și lm reprezintă respectiv numărul de spire ale bobinei de magnetizare și lungimea circuitului magnetic iar i(t)curentul de magnetizare. Câmpul magnetic din interiorul materialului se obține însă ca o sumă dintre câmpul magnetizant exterior și câmpul de reacție determinat de curenții turbionari induși în material în urma variației în timp
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
Aceasta deoarece, în mod curent, aprecierea intensității câmpului magnetic se realizează cu ajutorul legii circuitului magnetic: (III.26) în care N și lm reprezintă respectiv numărul de spire ale bobinei de magnetizare și lungimea circuitului magnetic iar i(t)curentul de magnetizare. Câmpul magnetic din interiorul materialului se obține însă ca o sumă dintre câmpul magnetizant exterior și câmpul de reacție determinat de curenții turbionari induși în material în urma variației în timp a fluxului magnetic. In aceste condiții : în care K este
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
acestuia iar Φfufluxul fascicular util, se poate deduce ușor relația dintre intensitatea câmpului magnetic exterior aplicat (mărime exterioară măsurabilă) și intensitatea câmpului magnetic din interiorul materialului, sub forma: Se poate observa că pentru valori foarte scăzute ale frecvenței curentului de magnetizare cel de-al doilea termen din ecuația (III.29) tinde către zero, câmpul intern devenind egal cu cel exterior. Or, la aceste valori ale frecvenței ciclul dinamic de histerezis se apropie până la a se confunda de ciclul static de histerezis
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
la aceste valori ale frecvenței ciclul dinamic de histerezis se apropie până la a se confunda de ciclul static de histerezis. Această observație permite să se afirme că intensitatea câmpului magnetic interior este egală cu valoarea determinată pe ciclul static de magnetizare la o aceeași valoare a inducției magnetice în material. In sprijinul acestei afirmații este reprezentată, în Figura 3.3, dependența Hex ăf) pentru B=const. în material, pe ramurile ascendentă și descendentă ale ciclului de histerezis dinamic, [23]. Deoarece datele
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
acele materiale sau regimuri particulare de funcționare la care pierderile în exces (cea de-a două componentă a pierderilor dinamice) au o pondere însemnată, relația ăIII.35) reprezintă doar o expresie aproximativă de evaluare contribuției fenomenelor dinamice la procesul de magnetizare. 3.4. Studiul pierderilor de energie în fier în regim de variație trapezoidală în timp a inducției magnetice în material De obicei caracteristicile magnetice de material sunt măsurate pentru o variație sinusoidală în timp a inducției magnetice. Totuși inducția în
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
datele de catalog [30] ale aliajului FeSi cu cristale neorientate cu 2.5%Si, grad AISI M-27 utilizat în construcția maținilor rotative cu măgneți permanenți. Valoarea pierderilor specifice pe ciclu (mJ / kg) la diferite valori ale frecvenței semnalului de magnetizare, pentru acest din urmă material, sunt redate în tabelul III.1 (Bm=1.6 T). Din analiza datelor prezentate în Tabelul 3.1 se observă că, pentru aceleași valori ale timpului de tranziție τ, pierderile specifice pe ciclu sunt practic
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
Analiza datelor din acest tabel ne permite următoarele observații: 1° Pentru toate materiale studiate valorile pierderilor în fier pentru τ = 600Ăs sunt foarte apropiate de valorile determinate în regim sinusoidal de variație în timp a inducției magnetice. 2° Regimul de magnetizare trapezoidal la care timpul de basculare a inducției magnetice între cele două valori extreme este foarte mic duce la creșterea dramatică a pierderilor de energie în fier. 3° Comportarea materialelor magnetice in regim de magnetizare trapezoidal depinde în mare măsură
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
inducției magnetice. 2° Regimul de magnetizare trapezoidal la care timpul de basculare a inducției magnetice între cele două valori extreme este foarte mic duce la creșterea dramatică a pierderilor de energie în fier. 3° Comportarea materialelor magnetice in regim de magnetizare trapezoidal depinde în mare măsură de compoziția și structura materialelor analizate. Astfel, dacă pentru τ = 80Ăs, aliajul FeSi prezintă o creștere a pierderilor de aproximativ 200% iar aliajul FeNi de 300% în cazul aliajului FeCo creșterea este de numai 50
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
poate remarca din analiza acestor curbe este dependența liniară, în concordanță cu cea determinată analitic a mărimilor analizate, pentru aliajul FeNi și în mare măsură pentru aliajul FeSi, aliaje la care creșterea pierderilor de energie specifice în regim trapezoidal de magnetizare este foarte mare. In ceea ce privește ultimul material menționat se poate observa Totuși că la valori mai mici ale inducției magnetice maxime apar unele erori de neliniaritate datorate, în primul rând formei particulare a ciclului dinamic de histerezis care se
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
oarecare eroare. In Figura 3.8 este redată suprafața de interpolare tridimensională a erorii relative de apreciere a pierderilor dinamice de energie în aliajul FeSi cu cristale orientate cu ajutorul expresiei (III.42). Materialul a fost supus unui regim sinusoidal de magnetizare cu valori ale frecvenței cuprinse între 50 și 1000 de Hz, inducția magnetică maximă luând valori între 0.2 și 1.8 T. Rezultatele obținute au reliefat o bună concordanță între pierderile măsurate și cele calculate. Erori relative ridicate fost
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
obținute în urma analizei mai multor tipuri de materiale magnetice ăaliaje FeSi, FeNi, FeCo, FeSiAl). Prin particularizarea formulei propuse în cazul unei variații periodice trapezoidale în timp a inducției magnetice s-au regăsit o serie de proprietăți specifice acestui regim de magnetizare și anume: 1° Pierderile specifice de energie pe ciclu nu depind de frecvența semnalului de magnetizație. 2° Pierderile specifice de energie pe ciclu prezintă două componente: a) una statică care depinde doar de aria ciclului static rectangular corespunzător valorii maxime
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
MATERIAL 4.1. Introducere Trebuie subliniat încă de la început că încercă rile de modelare a comportării materialelor magnetice, deși stăruitoare, nu au dus până în prezent la apariția unui model analitic general, care să ilustreze toate fenomenele care însoțesc procesul de magnetizare a acestor materiale. Totuși aceste încercări au condus la utilizarea pe scară din ce în ce mai largă a unor modele aproximative, modele dedicate dacă se poate spune acest lucru, care îți dovedesc aplicabilitatea în analiza unor cazuri particulare, mai des întâlnite în practică
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]
-
aspect îl costituie faptul că orientarea momentelor magnetice atomice în prezența unui câmp magnetizant nu se realizează prin salt între două direcăii diametral opuse, așa cum ar sugera modelul clasic, ci prin parcurgerea unor stări intermediare. Diversitatea direcăiilor locale de ușoară magnetizare face imposibilă analiza lor punctuală însă dacă se ține cont de distribuția aleatoare a acestora analiza globală sugerează posibilitatea unei mai bune caracterizări comportamentale prin introducerea stării intermediare de zero și, implicit, utilizarea unui operator de histerezis tripozițional, prezentat în
Pierderi de energie în materiale magnetice by Marinel Temneanu () [Corola-publishinghouse/Science/91555_a_93178]