A mágneses tér energiája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek



Hasonló dokumentumok
Állandó permeabilitás esetén a gerjesztési törvény más alakban is felírható:

A mágneses tér energiája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek

Az erő iránya a vezetők között azonos áramirány mellett vonzó, ellenkező irányú áramok esetén taszító.

Az elektromos kölcsönhatás

III. Áramkör számítási módszerek, egyenáramú körök

Mágneses jelenségek. 1. A mágneses tér fogalma, jellemzői

Békefi Zoltán. Közlekedési létesítmények élettartamra vonatkozó hatékonyság vizsgálati módszereinek fejlesztése. PhD Disszertáció

Villamosságtan. Dr. Radács László főiskolai docens A3 épület, II. emelet, 7. ajtó Telefon:

Fizika belépő kérdések /Földtudományi alapszak I. Évfolyam II. félév/

8. Programozási tételek felsoroló típusokra

+ - kondenzátor. Elektromos áram

1.8. Ellenőrző kérdések megoldásai

K Ü L Ö N L E G E S T R A N S Z F O R M Á T O R O K

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

Szennyvíztisztítási technológiai számítások és vízminőségi értékelési módszerek

5. Mérés Transzformátorok

3. számú mérés Szélessávú transzformátor vizsgálata

Merev test mozgása. A merev test kinematikájának alapjai

CRT Monitor gammakarakteriszikájának

A bankközi jutalék (MIF) elő- és utóélete a bankkártyapiacon. A bankközi jutalék létező és nem létező versenyhatásai a Visa és a Mastercard ügyek

Nyeregetetős csarnokszerkezetek terhei az EN 1991 alapján

1.Tartalomjegyzék 1. 1.Tartalomjegyzék

Termodinamikai állapot függvények és a mólhő kapcsolata

ALAPFOGALMAK ÉS ALAPTÖRVÉNYEK

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

METROLÓGIA ÉS HIBASZÁMíTÁS

Biostatisztika e-book Dr. Dinya Elek

Darupályák ellenőrző mérése

2. személyes konzultáció. Széchenyi István Egyetem

Statisztikai. Statisztika Sportszervező BSc képzés (levelező tagozat) Témakörök. Statisztikai alapfogalmak. Statisztika fogalma. Statisztika fogalma

Fizika II. (Termosztatika, termodinamika)

A Sturm-módszer és alkalmazása

Bevezetés a kémiai termodinamikába

A mágneses tér energiája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Háromfázisú hálózat.

Elektrotechnika jegyzet

Járattípusok. Kapcsolatok szerint: Sugaras, ingajárat: Vonaljárat: Körjárat:

V. Gyakorlat: Vasbeton gerendák nyírásvizsgálata Készítették: Friedman Noémi és Dr. Huszár Zsolt

TFBE1301 Elektronika 1. Passzív áramköri elemek

IT jelű DC/DC kapcsolóüzemű tápegységcsalád

Kockázati folyamatok. Sz cs Gábor. Szeged, szi félév. Szegedi Tudományegyetem, Bolyai Intézet

Fuzzy rendszerek. A fuzzy halmaz és a fuzzy logika

4. A villamos gépekkel kapcsolatos általános feladatok.

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

mágnes mágnesesség irányt Föld északi déli pólus mágneses megosztás influencia mágneses töltés

VALLALKQZÁSf SZERZ Ő DES ESPAN Nyugat-dunántúli Regionális Energia Stratégia és a három kistérség i energetikai koncepció kidolgozása tárgyban "

23. ISMERKEDÉS A MŰVELETI ERŐSÍTŐKKEL

F1301 Bevezetés az elektronikába Passzív áramköri elemek

Konfidencia-intervallumok

Szerelési útmutató FKC-1 síkkollektor tetőre történő felszerelése Junkers szolár rendszerek számára

VEZÉRIGAZGATÓI UTASÍTÁS

MUNKAANYAG. Macher Zoltán. Járművek villamossági berendezéseinek, diagnosztikája és javítása I. A követelménymodul megnevezése: Gépjárműjavítás I.

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Hitelderivatívák árazása sztochasztikus volatilitás modellekkel

Traszformátorok Házi dolgozat

A poliolefinek bemutatása

Mátrix-vektor feladatok Összeállította dr. Salánki József egyetemi adjunktus Begépelte Dr. Dudás László és Bálint Gusztáv

E G Y F Á Z I S Ú T R A N S Z F O R M Á T O R

A pályázat címe: Rugalmas-képlékeny tartószerkezetek topológiai optimalizálásának néhány különleges feladata

d(f(x), f(y)) q d(x, y), ahol 0 q < 1.

Környezetvédelmi analitika

NKFP6-BKOMSZ05. Célzott mérőhálózat létrehozása a globális klímaváltozás magyarországi hatásainak nagypontosságú nyomon követésére. II.

Rajzolja fel a helyettesítő vázlatot és határozza meg az elemek értékét, ha minden mennyiséget az N2 menetszámú, szekunder oldalra redukálunk.

Hálózati transzformátorok méretezése

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

2. A MIKROBÁK ÉS SZAPORÍTÁSUK

k u = z p a = = 2880, k M = z p 2πa = (b) A másodpercenkénti fordulatszám n = 1000/60 1/s,

Készítette: Mike Gábor 1

Erőátvitel tervezése. Tengelykapcsoló. Magdics G. (LuK Savaria) Trencséni B. (BME)

MAGYAR RÉZPIACI KÖZPONT Budapest, Pf. 62 Telefon , Fax

GENERÁTOR. Összeállította: Szalai Zoltán

The original laser distance meter. The original laser distance meter

Mágneses adattárolás:

Az elektrosztatika törvényei anyag jelenlétében, dielektrikumok

Jövedelem és szubjektív jóllét: az elemzési módszer megválasztásának hatása a levonható következtetésekre

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

Philosophiae Doctores. A sorozatban megjelent kötetek listája a kötet végén található

A pályázat címe: Új elméleti és numerikus módszerek tartószerkezetek topológiaoptimálására

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

A mágneses tér alapfogalmai, alaptörvényei

1. Adja meg az áram egységének mértékrendszerünkben (m, kg, s, A) érvényes definícióját!

Schlüter -KERDI-BOARD. Közvetlenűl burkolható felületű építőlemez, többrétegű vízszigetelés

(4) Adja meg a kontinuum definícióját! Olyan szilárd test, amelynek tömegeloszlása és mechanikai viselkedése folytonos függvényekkel leírható.

Hálózat gazdaságtan. Kiss Károly Miklós, Badics Judit, Nagy Dávid Krisztián. Pannon Egyetem Közgazdaságtan Tanszék jegyzet

4. A FORGÁCSOLÁS ELMÉLETE. Az anyagleválasztás a munkadarab és szerszám viszonylagos elmozdulása révén valósul meg. A forgácsolási folyamat

- III. 1- Az energiakarakterisztikájú gépek őse a kalapács, melynek elve a 3.1 ábrán látható. A kalapácsot egy m tömegű, v

Feszített vasbeton gerendatartó tervezése költségoptimumra

A keynesi modell I. A keresleti oldal

Elektrotechnika. 4. előadás. Budapest Műszaki Főiskola Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Kar Mechatronikai és Autechnikai Intézet

1. Az állandó mágneses, áramvektor-szabályozott szinkronmotor elve, szabályozása és tulajdonságai járműhajtásokban

A műszaki rezgéstan alapjai

REZGÉSDIAGNOSZTIKA ALAPJAI

Anyagmozgatás és gépei. 3. témakör. Egyetemi szintű gépészmérnöki szak. MISKOLCI EGYETEM Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék.

Energetikai minőségtanúsítvány összesítő

/11 Változtatások joga fenntartva. Kezelési útmutató. UltraGas kondenzációs gázkazán. Az energia megőrzése környezetünk védelme

P a r c iá lis v í z g ő z n y o m á s [ P a ]

Fizika I, Villamosságtan Vizsga fé, jan. 12. Név:. EHA Kód:

Átírás:

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek A mágneses tér energája Egy koncentrált paraméterű, ellenállással és nduktvtással jellemzett tekercs Uáll feszültségre kapcsolásakor az U u () t u () t () t R d t R () + L + ψ feszültség egyenlet érvényes dt R (t) L U Koncentrált paraméterű tekercs A tekercs által dt dő alatt felvett energa: dwdw R +dw m U(t)dt (t)rdt+(t)dψ(t) Az energa egyk része [ (t)rdt] a tekercs ellenállásán hővé alakul, a másk része [(t)dψ(t)] pedg felhalmozódk a mágneses térben Ez utóbb rész az áram csökkenésekor a tér leépülésekor vsszanyerhető Ha egy bekapcsolás folyamat alatt a ψ(t) fluxus -ról Ψ értékre nő (az (t) áram -ról I -re), akkor a mágneses térben felhalmozódó teljes W m energa: W m Ψ () t dψ Lneárs ψ() kapcsolat (pl vasmentes tekercs) esetén Láll, dψld és Ψ LI, amvel I W L () m t d LI I Ψ Ψ L A tekercsben felhalmozott energa a tekercsfluxusból és az áramból számítható, ugyanakkora áramnál az nduktvtással arányos Ferromágneses anyagot tartalmazó körben (pl vasmagos tekercsnél) a ψ() kapcsolat nemlneárs, L áll, ezért az ntegrálás nem egyszerűsíthető ψ Ψ dψ I ψ Ψ dψ Egy tekercsben felhalmozott energa, ha a közeg nem ferromágneses ferromágneses A fent tekercset a tápforrásról lekapcsolva a mágneses térben tárolt energát vsszakapjuk, a fluxuscsökkenés hatására keletkező önndukcós feszültség ugyans az áram fenntartására, I

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 csökkenésének késleltetésére törekszk (l Lenz törvénye) Ez az nduktív áramkörök megszakításakor s gaz, ezért az lyen művelet különös fgyelmet és körültekntést gényel Homogén, lneárs esetben (µáll esetén) a mágneses energa egyszerűen kfejezhető a térjellemzőkkel s A ΨNΦNA és a ΘNIHl összefüggések felhasználásával W I NA H l Ψ VH, N ahol VAl a vzsgált térfogat A térfogategységben tárolt energa (energasűrűség): w W H µ H V µ Homogén, nemlneárs térben (µ áll esetén, pl vasmagos szolenod, torod) ψ ψ Φ Hl W () t d N d Hl ψ ψ NdΦ A Hd V Hd N l, a térfogategységben tárolt energa pedg: w Hd Az utóbb összefüggés az nhomogén tér egyes pontjara s gaz, így általános esetben, adott V térfogat mágneses energája: W HddV V Csatolt körök mágneses energája Vasmentes közegben legyen az első tekercs árama I állandó, a másodk tekercs pedg árammentes Ebben az esetben az első tekercsben felhalmozott mágneses energa: W LI A másodk tekercs (t) áramát nulláról I -re növelve a ψ fluxus változása matt az első tekercsben s feszültség ndukálódk, amelynek nagysága a d áramváltozás hatására: dt dψ u M d dt dt I áll I I u t Kndulás állapot A másodk tekercs áramának növelése Amennyben a tekercsek azonos rányban mágneseznek (ψ ψ +dψ ), akkor az u feszültség Lenz törvénye értelmében I -et csökkenten akarja (hogy az tekerccsel kapcsolódó eredő fluxus változatlan maradjon) I állandó értéken tartásához (t) változásától függő dwu I dtm I d energa-bevtelre van szükség

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek Az (t) teljes változás deje alatt a csatolás matt szükséges energafelvétel: cs I W M I d M I I A másodk tekercs terének felépítése során a tekercsben felhalmozott energa: W LI A két tekercs együttes energája tehát: W L I + M I I + L I A bekapcsolás sorrendjétől a teljes felhalmozott energa általában nem függ, fordított sorrend esetén, a másodk tekercs után az első feszültségre kapcsolásakor W L I + M I I + L I A csatolás matt tag előjele attól függ, hogy a két áram egymás mágneses hatását erősít vagy rontja, így MII < > Csatolt körök szórásának számítása a mágneses energa alapján Ha egy tekercs csak részben kapcsolódk a közelében elhelyezkedő másk tekercs fluxusával, akkor a mágneses energa egy része a közös, másk része a szórt térben halmozódk fel Ezért valamlyen adott tekercsfluxus létrehozása többletenergát gényel, a szórt térbe kerülő energát I Ψ s Ψ s I Ψ Ψ m Ψ +Ψ Tételezzük fel, hogy az tekercsben akkora Ψ fluxust kell létrehozn, am nagyobb az I által létrehozottnál (Ψ >Ψ I L ), tehát a tekercs közreműködése, az I által előállított Ψ I M s szükséges: Ψ I L + I M Ψ létrehozása során így kalakul a tekercs Ψ s szórása s, a tekercs szórt terében s felhalmozódk energa A két tekercs együttes mágneses energája az előzőek szernt: W L I + M I I + L I Vzsgáljuk meg azt, hogy mekkora W * energával (és I * árammal) lehetne az előírt Ψ fluxust létrehozn egyedül csak az tekercs árama által Ebben az esetben ugyans mvel I maradhat nem alakul k Ψ s szórt fluxus és nem s tárol energát a tekercs szórt tere Ψ M I I L L I + Ebben az esetben a Ψ fluxus kalakítása során tárolt energa: M W L I L I I L I M L I L I M I I M + + + + L I 3

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 A tekercs szórt fluxusának létrehozására az előző esetben fordított W s energa megegyezk a W-W * különbséggel: M Ws W W LI LL A zárójelben lévő kfejezés a tekercs szórás tényezője: σ M LL, amvel Ws σ LI Mvel M L L, ezért <σ < A szórás tényező értelmezése: az I áram a σ L nduktvtáson hozza létre a szórt fluxust, az (-σ )L nduktvtáson az tekerccsel s kapcsolódó kölcsönös fluxust: Ψ s I σ L és Ψ I (-σ )L, mvel Ψ Ψ s +Ψ I L Másképpen, a szórás tényező egy tekercs szórt fluxusának és teljes fluxusának hányadosa: ψ s σ ψ A tekercs szórt terének energája a tekercs által létrehozott mágneses térben felhalmozott W energa σ -szerese Fordított esetben, amkor valamlyen Ψ fluxust kell létrehozn az tekercs közreműködésével, akkor az tekercs szórt terének létrehozásához szükséges energa számítható Az te- kercs szórás tényezője: σ M LL Állandó mágnesek Az állandó mágnesek olyan anyagok, amelyek mágneses tere egyszer felmágnesezés után gerjesztés nélkül s tartósan megmarad, am csak erős lemágnesező hatással szüntethető meg Ezeket az anyagokat kemény mágneseknek s nevezk, a könnyen átmágnesezhető lágy mágnesektől eltérő tulajdonságak kfejezésére Egy zárt gyűrűt a telítés ndukcóg mágnesezve, a gerjesztés megszűnte után r remanens ndukcó marad fenn Mvel a Θ gerjesztés zérus, a gerjesztés törvény értelmében a vas H v térerőssége s zérus, így a W m tárolt mágneses energa s az l v légrésegyenes r r * ' H H c H v Gyűrű alakú állandó mágnes Állandó mágnes v -H v görbéje (munkatartománya) 4

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek A gyűrűbe légrést vágva a gerjesztés törvény szernt H v l v +H (mvel továbbra sncs gerjesztés), amből a vas megváltozott térerőssége: Hv H, lv µ lv tt l v a közepes erővonalhossz a vasban Tehát negatív előjelű, lemágnesező térerősség alakul k a vasban, az ndukcó pedga remanens értékről ' értékre csökken Ha a szórás elhanyagolható, Φ s, akkor a fluxus a vasban és a légrésben megegyezk, Φ v Φ vagy v A v A, amből A v v A Av A gerjesztés törvény előző összefüggéséből: Hv v av, vagys lneárs µ A lv kapcsolatot kapunk az állandó mágnes térerőssége és ndukcója között (légrésegyenes) Ha a légrés szórása nem elhanyagolható, akkor a légrés fluxusa ksebb, mnt a vasé σ Φ s Φ v értelmezéssel: Φ Φ v -Φ s Φ v -σφ v (-σ)φ v ( σ) Av Av Ebből v és Hv σ v ( σ) av A µ A lv Az állandó mágnes munkatartománya a v (H v ) mágnesezés görbe leszálló ága, amből a munkapontot a légrésegyenes kmetsz (mágnesezés görbe + gerjesztés törvény) A légrés mérete az alkalmazástól függ A mágnes mnőségének egyk jellemzője az, hogy a légrés megszüntetése, a H v térerősség smételt zérusra csökkentése után kalakuló * r ndukcó ksebb-e és mennyvel a kezdet r -nél Az állandó mágnesek munkatartománya rendszernt a v -H v görbe lneárs, telítés szakaszára esk, ezért számításoknál permeabltását µ -nak vagy közel µ -nak veszk Permanens mágnes ötvözetek Különböző összetételű Al-N-Co acél ötvözetek, Ag-Mn-Al nem ferromágneses anyagok ötvözete, W-acél, Fe-Co-V, Fe-N-Cu, Fe-Pt, Co-Pt, Sm -Co 7, Nd-Fe- Kemény mágnesek optmáls khasználása Állandó mágneseket tartalmazó mágneses körökben rendszernt lágy mágnes szakaszok és légrés s van A kemény mágnes anyagok magas ára ndokolja a mnél ksebb mennység felhasználását A szórás és a lágyvas szakaszok mágneses feszültségének (gerjesztésének) elhanyagolásával H -H v l v és Φ Φ v v A v, tt a v ndex a kemény mágnesre vonatkozk Φ Az állandó mágnes anyag térfogata H helyettesítéssel: µ µ A H Φ Vv lvav H µ A H Φ v v v v 5

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 r optmáls munkapont v H H c H v Az optmáls munkapont grafkus meghatározása Adott légrés méret és légrés fluxus esetén a szükséges kemény mágnes térfogata akkor a legksebb, ha a H v v szorzat (jóság szorzat, energa szorzat) a legnagyobb: Vv mn c ( H v v) max (H v v ) max közelítően grafkus úton határozható meg Az állandó mágnes erőhatása Zárt (légrésmentes) mágnes energája (munkavégző képessége) zérus, mvel H F m x dx F k A mágneses erőhatás számítása Légrésnytás után H, a befektetett mechanka energa tárolt mágneses energává és veszteséggé alakul: dw mech dw mágn +dw veszt, ahol dw mech a bevtt mechanka energa, dw mágn a mágneses energa, dw veszt a veszteség energa Ha a veszteség és a szórás elhanyagolható, akkor dw veszt, φ φ v φ, tt φ a légrés, φ v a vas fluxusa A mechanka energa: dw mech F k dx-f m dx, tt F k a külső erőhatás, F m a mágnes által kfejtett húzóerő A negatív előjel azt jelent, hogy x ábra szernt felvett (+) ránya mellett F m hatására dx csökken F m nagysága a vrtuáls munkavégzés alapján számítható 6

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek A vrtuáls munka elve Anyag rendszer akkor van egyensúlyban, ha a rá ható erők eredője zérus Ez az erőegyensúly meghatározható a vrtuáls munka számításával Vrtuáls munka: a rendszerre ható valóságos erőknek (F k, F m ) egy vrtuáls (lehetséges) dx elmozdulás során végzett munkája A valóságos erők egyensúlyának az a feltétele, hogy az eredő vrtuáls munka zérus legyen Vagys, egy valóságos, működő erőknek ktett rendszer akkor, és csaks akkor van egyensúlyban, ha a valóságos erők által végzett eredő vrtuáls munka zérus: F k dx+f m dx Ha egy valóságos erő nem smert, de a vele egyensúlyt tartó másk erő által végzett munkát am megegyezk az smeretlen erő által végzett munkával energaváltozásból számítan tudjuk, akkor az smeretlen erő jelen esetben F m meghatározható A tárolt mágneses energa dw mágn változása a vasban (dw vas ) és a légrésben (dw ) felhalmozott energa változásából adódk: dw mágn dw vas + dw A vasban felhalmozott teljes energa W V H d, így annak változása vas vas vas vas vas dw vas V vas H vas d vas l vas A vas H vas d vas l vas H vas dφ A légrésben felhalmozott teljes energa W V H V A zárólemez dx mértékű µ elmozdulása következtében a légrés mérete (térfogata) s és az ndukcó s változk, ezért W dw V dx W dx +, így dv dw dx dx V d dx dx Adx VHd + + Adx + Hd φ µ µ µ µ Ezekkel az energaegyenlet: Fdx k lvas Hvasdφ + Adx + Hd φ ( lvas H vas + H ) d φ + Adx µ µ Mvel a gerjesztés törvény szernt l vas H vas +H, statkus állapotban a mágnes által kfejtett erő: F m A µ Az elektromágnes erőhatása Ebben az esetben a mágneses teret gerjesztett tekercs hozza létre Az energa-megmaradás elve értelmében a külső forrásból felvett vllamos energa és a külső mechanka munka összege megegyezk a tárolt mágneses energa és a veszteség összegével, am változásokra s gaz: dw vll +dw mech dw mágn +dw veszt Egyenáramú táplálásnál a gerjesztőáramot a tekercs ellenállása határozza meg, ezért a gerjesztés állandó Θ H l áll, így a légrés növelésekor térerősség és a fluxus csökken, csök- kenésekor növekszk A dψ fluxusváltozás matt keletkező u ndukált feszültség dt dő alatt u dt vllamos energát jelent, am a változás ellen hat Tehát, a változás véghezvteléhez ezt az energát a külső tápforrásból ellensúlyozn kell 7

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 dw u dt N d φ vll dt Ndφ dt I F m x dx F k A elektromágneses erőhatásának számítása Az F k külső erő által végzett mechanka munka: dw mech F k dx A mágneses körben (a vasban és a légrésben) felhalmozott energa a vrtuáls elmozdulás matt változk A szórás elhanyagolásával a vas mágneses energája W V H d az ndukcó vas vas vas vas vas változása matt, a légrésben felhalmozott energa W V H V pedg a légrés mérete (térfogata) és az ndukcó változása matt változk: µ dw vas V vas H vas d vas l vas H vas dφ, dv dw dx dx V d dx dx + Adx + Hd φ µ µ µ A veszteség energa változásának elhanyagolásával (I tekercsráll) az egyensúly egyenlet: dw vll +dw mech dw vas +dw ehelyettesítve az egyes összetevőket: Ndφ + Fkdx ( H vasl vas + H) dφ + Adx µ Mvel a gerjesztés törvény szernt NH vas l vas +H, ezért Fdx k Adx és így statkus µ állapotban az elektromágnes által kfejtett erő: F m A, µ megegyezk az állandó mágnesnél kapott eredménnyel A változó fluxus okozta veszteségek Az állandó mágneses tér (fluxus) fenntartása nem jár veszteséggel, nem kíván energa-bevtelt (l állandó mágnesek) 8

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek Változó fluxus hatására vszont a mágneses kör vasmagjában veszteségek keletkeznek, amelyek annak melegedését okozzák A P Fe vasveszteségnek jellegét tekntve két összetevője van: - hszterézs veszteség, - örvényáram veszteség P Fe P hsz + P örv Nemsznuszos változás esetén a felharmonkusok által okozott vasveszteséget külön kell számítan Vasveszteség sznuszos táplálásnál a) Hszterézs veszteség A hszterézs veszteség egyszerűen úgy értelmezhető, hogy a ndukcó és a H térerősség változása következtében a vas elem mágnese átrendeződnek, am belső súrlódással jár Ez az átmágnesezés veszteség A térfogategységben felhalmozott mágneses energa w Hd értéke a hszterézs görbe mentén szakaszonként számítható m r -H m H m - r 4 - m H m r -H m 3 - r A felvett és a leadott mágneses energa a hszterézs görbe felszálló ága mentén leszálló ága mentén A - r m ( H H m ) szakaszon H és d >, ezért w >, tehát energa felvétel történk A m r (H m H ) szakaszon H és d <, ezért w <, tt energa leadás történk 3 A r - m ( H -H m ) szakaszon H és d <, ezért w >, ezen a szakaszon s energa felvétel történk 4 A - m - r (-H m H ) szakaszon H és d >, ezért w <, tehát energa leadás történk Egy teljes átmágnesezés peródus alatt a felvett és a leadott energa különbsége az átmágnesezés vesztéség megegyezk a hszterézshurok területével Stenmetz tapasztalat képlete szernt a hszterézs hurok területe: w m γ x max, tt γ anyagjellemző, x max -tól függő anyagjellemző, x,7- Charles Proteus Stenmetz (865-93) német származású (Karl August Rudolf Stenmetz) amerka kutató, vllamosmérnök - m H m H 9

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 P hsz γ x max fv k hsz Ψ f Ez a terület átmágnesezés cklus veszteségével arányos, a P hsz hszterézs veszteség teljesítmény számításához ezt az dőegység alatt átmágnesezések számával, az f peródusszámmal és a V térfogattal kell szorozn: m r -H m H H m w m - r - m A felvett és a leadott mágneses energa különbsége a hszterézs görbe alatt terület Egy adott mágneses körnél k hsz értéke a konkrét geometrára vonatkozk, azt s fgyelembe véve, hogy Ψ lehet maxmáls vagy effektív érték b) Örvényáram veszteség A változó fluxus a vasban feszültséget ndukál, am I örv ún örvényáramokat hoz létre a vszonylag jó vllamos vezető vasban Ha az örvényáram-pálya ellenállása R örv, akkor a keletkező örvényáram veszteség, am a vas melegedését okozza, P örv I örv R örv I örv ψ(t) P örv R örv Az örvényáramok keletkezése Csökkentése érdekében a vastestet, vasmagot nagy fajlagos ellenállású (pl szlícum tartalmú) ötvözetből készítk, továbbá egymástól vllamosan elszgetelt vékony lemezekből építk öszsze A lemezszgetelés valamlyen alkalmas anyagból (pl lakk) felvtt vékony réteg, vagy a mechanka és mágneses tulajdonságok beállítását szolgáló hőkezelés során létrehozott szgetelő felület

A mágneses tér energája, állandó mágnesek, erőhatások, veszteségek d A sznusz alakú változás esetén ndukálódó U örv feszültség U ψ örv f dt Ψ, Iörv U örv, így P örv k örv Ψ f Egy adott gépnél k örv értéke a konkrét geometrára vonatkozk, fgyelembe véve, hogy Ψ lehet maxmáls vagy effektív érték Az örvényáram- és a hszterézs veszteség szétválasztása Fejlesztés és dagnosztka vzsgálatoknál szükség lehet a vasveszteség egyes összetevőnek mérés eredményekből történő számítására Ψáll esetben, változó frekvencájú és feszültségű táplálásnál P Fe P örv + P hsz k örv Ψ f +k hsz Ψ ffψ (k örv f+k hsz ), amből PFe fψ + ( k f k ) örv hsz P f Fe Ψ Ψáll k örv f k hsz f Az örvényáram és a hszterézs veszteség szétválasztása mérés adatok alapján PFe A hányados láthatóan szétválk egy állandó és egy frekvencától lneársan függő összetevőre Ezt ábrázolva a k örv és k hsz tényezők fψ meghatározhatók Összeállította: Kádár István 3 áprls

VIVEM Váltakozó áramú rendszerek 3 Ellenőrző kérdések Hogyan határozható meg a vasmentes tekercsben tárolt mágneses energa? Hogyan határozható meg a vasmagos tekercsben tárolt mágneses energa? 3 Hogyan határozható meg térjellemzőkkel egy adott térrészben tárolt mágneses energa? 4 Hogyan határozható meg térjellemzőkkel a mágneses tér energasűrűsége? 5 Hogyan határozható meg a csatolt tekercsekben tárolt mágneses energa? 6 Hogyan számítható a csatolt körök szórása a mágneses energa alapján? 7 Illusztrálja és értelmezze az állandó mágnes (H) görbéjét 8 Mt jelent az állandó mágnes optmáls khasználása? 9 M az "energaszorzat"? Hogyan határozható meg az állandó mágnes erőhatása? Hogyan alkalmazható a vrtuáls munka elve? Hogyan határozható meg az elektromágnes erőhatása? 3 Mlyen összetevő vannak a vasveszteségnek? 4 Értelmezze a hszterézs veszteséget és annak frekvencafüggését 5 Értelmezze az örvényáram veszteséget és annak frekvencafüggését 6 Mlyen módon választható szét az örvényáram- és a hszterézs veszteség?