ما هو فقدان التخلفية: العوامل وتطبيقاتها

جرب أداة القضاء على المشاكل





مصطلح Hysteresis هو كلمة يونانية قديمة ومعنى هذه الكلمة متأخر أو نقص. اخترعها 'السير جيمس ألفريد إوينج' تقريبًا في عام 1890 لوصف سلوك المادة المغناطيسية. نحن نعلم أن التناوب خسائر حدث بشكل رئيسي في جميع محركات كهربائية مع تغيير الطاقة من الكهربائية إلى الميكانيكية. بشكل عام ، يتم تصنيف هذه الخسائر إلى خسائر مختلفة مثل الخسائر المغناطيسية والميكانيكية والنحاسية والفرشاة الضالة بناءً على السبب الأساسي وكذلك الآلية. لذا فإن الخسائر المغناطيسية نوعان هما التباطؤ والتيار الدوامة. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على فقدان التخلفية والعوامل المؤثرة فيه.

ما هو فقدان التخلفية؟

تعريف: يمكن أن يحدث فقدان التباطؤ من خلال مغنطة وإزالة مغناطيسية القلب عندما تكون الإمدادات الحالية في اتجاهين للأمام والعكس. عندما يتم تطبيق قوة المغنطة داخل المادة المغناطيسية ، فإن جزيئات المادة المغناطيسية يتم محاذاة في اتجاه واحد معين. يمكن قلب هذه القوة في الاتجاه العكسي حيث يقاوم الانعكاس الداخلي للمغناطيس الجزيئي عكس المغناطيسية مما يؤدي إلى التباطؤ المغناطيسي. يمكن التغلب على الانعكاس الداخلي باستخدام جزء من القوة الممغنطة.




فقدان الهستيريا

خسارة التخلفية

صيغة فقدان التخلفية

العلاقة الرئيسية بين 'H' (القوة الممغنطة) ، 'B' (كثافة التدفق) موضحة في منحنى التباطؤ التالي. تُظهر منطقة حلقة التباطؤ الطاقة المطلوبة لإكمال دورة كاملة من المغنطة وكذلك إزالة المغناطيسية. تمثل منطقة الحلقة بشكل أساسي الطاقة المفقودة خلال هذه العملية.



يمكن تمثيل معادلة خسارة التخلفية بالمعادلة التالية

Pb = η * Bmaxn * f * V.

من المعادلة أعلاه ،


'Pb' هي خسارة التخلفية

'η' هو معامل التباطؤ Steinmetz الذي يعتمد على المادة

'Bmax' هي كثافة أعلى تدفق

'n' هو الأس Steinmetz ، بناءً على المادة التي تتراوح بين 1.5 و 2.5

'f' هو تردد الانعكاس المغناطيسي لكل ثانية.

'V' هو حجم المادة المغناطيسية (م 3).

الفائدة الرئيسية من حلقة التخلفية تشمل بشكل أساسي منطقة حلقة التخلفية التي تمثل خسارة تخلفية منخفضة. تعطي هذه الحلقة قيمة الاحتفاظ والإكراه للمادة. وبالتالي فإن طريقة اختيار مادة مثالية لبناء مغناطيس دائم ، ثم جوهر آلة سيصبح أسهل. من الرسم البياني أعلاه B-H ، يتم تحديد المغناطيسية المتبقية وبالتالي فإن اختيار مادة سهل للمغناطيس الكهربائي.

حجم خسارة التخلفية

يوضح الشكل الشريطي التالي دورة واحدة من مغنطة المادة المغناطيسية. يتم توضيح شريط صغير بسمك ديسيبل فوق حلقة التخلفية أدناه.

حجم فقدان التخلفية

حجم فقدان التخلفية

لأي قيمة (I) حالية ، تكون قيمة التدفق المكافئة ،

Φ = ب × أ ويبر

بالنسبة إلى الشحنة الدقيقة 'dϕ' تساوي dB x A ، يمكن إعطاء الشغل المنجز كـ

dW = أمبير دور x تغيير التدفق

dW = NI x (dB x A) جول

dW = N (Hl / n) (dB x A) جول

حيث H = NI / l

dW = H (Al) dB جول

يمكن تحقيق العمل الكامل المنجز خلال الدورة الكاملة للمغنطة من خلال دمج المعادلة أعلاه على كلا الجانبين

dW = H (Al) dB جول

W = ∫H (Al) dB

W = Al ∫H ديسيبل جول

من المعادلة أعلاه ، منطقة الحلقة هي 'ʃ HdB'

لذلك ، W = Al x منطقة حلقة التباطؤ وإلا فإن العمل المنجز لكل وحدة حجم هو W / m3 يساوي منطقة حلقة التباطؤ في الجول.

إذا كان لا. من دورات المغنطة التي يمكن إجراؤها في كل ثانية ثم خسارة التخلف / م 3 = منطقة حلقة التباطؤ الواحدة x f جول في الثانية وإلا واط

يمكن التعبير عن الخسارة داخل المادة المغناطيسية لكل وحدة حجم على النحو التالي.
Ph / m3 = Ƞ Bmax1.6 fV واط

من المعادلة أعلاه ،

'Ph' هو فقدان التخلفية داخل واط

'Ƞ' هو ثابت التباطؤ داخل J / m3. تعتمد هذه القيمة بشكل أساسي على طبيعة المادة المغناطيسية.

'Bmax' هي أعلى قيمة لكثافة التدفق داخل المادة المغناطيسية بوحدة wb / m2

'و' هو لا. من دورات المغنطة التي يتم إجراؤها لكل ثانية

'V' هو حجم المادة المغناطيسية بالمتر المكعب

العوامل التي تؤثر على فقدان التخلفية

هناك أنواع مختلفة من العوامل التي تؤثر على فقدان التخلفية مثل ما يلي.

  • حلقة التباطؤ ضيقة ، وبالتالي فإن المادة ستكون ممغنطة بسهولة شديدة.
  • وبالمثل ، إذا لم يتم ممغنطة المادة ببساطة ، فستكون حلقة التباطؤ كبيرة.
  • عند القيم المختلفة لـ 'B' ، يمكن أن تتشبع المواد المختلفة ، وبالتالي سيتأثر ارتفاع الحلقة.
  • تعتمد هذه الحلقة بشكل أساسي على الطبيعة المادية.
  • يعتمد حجم الحلقة ، وكذلك الشكل ، بشكل أساسي على الموضع الأول للعينة.

كيف نحد من خسائر التخلفية؟

يمكن تقليل خسائر التباطؤ باستخدام مادة تحتوي على مساحة أقل من حلقة التخلفية. ومن ثم ، يمكن استخدام الفولاذ عالي الجودة أو السيليكا لتصميم اللب داخل أ محول لأنه يحتوي على مساحة أقل للغاية من حلقة التخلفية.

لتقليل هذه الخسارة ، يمكن استخدام المادة الأساسية الخاصة التي تصل إلى كثافة تدفق صفرية / غير صفرية بمجرد إزالة تدفق التيار.

يمكن تقليل هذه الخسائر عن طريق زيادة لا. من التصفيح التي يتم توفيرها من خلال فجوات أقل بين اللوحات. يمكن تقليل فقدان التباطؤ عن طريق اختيار لينة لديها تباطؤ أقل. أفضل مثال على ذلك هو الفولاذ السليكوني وما إلى ذلك. وتعتمد هذه الخسائر بشكل أساسي على كثافة التدفق واللب الرقائقي والتردد.

التطبيقات

ال تطبيقات فقدان التخلفية تشمل ما يلي.

توفر حلقة التباطؤ بيانات الإكراه ، والقدرة على الاحتفاظ ، والقابلية للتأثر ، والنفاذية ، وفقدان الطاقة خلال دورة واحدة من المغنطة لكل المواد المغناطيسية . لذلك ، ستساعدنا هذه الحلقة في اختيار المادة الصحيحة والمناسبة لغرض محدد. تتضمن بعض الأمثلة على فقدان التخلفية المغناطيس الدائم والمغناطيسات الكهربائية وجوهر المحول.

  • هذه تستخدم في المغناطيسات الحديدية.
  • حلقات التباطؤ مهمة في تصميم العديد من الأجهزة الكهربائية

وهكذا ، هذا هو كل شيء عن لمحة عامة عن فقدان التخلفية الذي يتضمن الصيغة والعوامل والتطبيقات. تشمل الخصائص الرئيسية لهذه الخسائر بشكل أساسي الاحتفاظ ، التدفق المتبقي ، المغناطيسية المتبقية ، القوة القسرية ، النفاذية ، والمقاومة. إليكم سؤال ما هي وحدة فقدان التخلفية؟