- Âäü tháøm tæì cao, læûc khaïng tæì nhoí, täøn tháút trãù cuía caïc váût liãûu naìy nhoí laìm cho chuïng thêch æïng våïi caïc loîi cuía maïy biãún aïp, caïc thiãút bë âo læåìng vaì mäü[r]
(1)PHẦN III Chương VẬT LIỆU TỪ I Khái niệm:
- Nguyên nhân chủ yếu gây nên từ tính vật liệu điện tích chuyển động ngầm theo quĩ đạo kín tạo nên dịng điện vịng Cụ thể quay điện tử xung quanh trục chúng- spin điện tử quay theo quĩ đạo điện tử nguyên tử
- Các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân tạo nên dòng điện mà đặc trưng mơmen từ m Mơ men từ m tính tích dịng điện với diện tích S giới hạn bỡi đường viền bản: m = i.S Chiều vectơ m xác định theo qui tắc vặn nút chai theo phương thẳng góc với diện tích S Mơ men từ vật thể kết tổng hợp tất mômen từ nêu
- Ngồi mơmen quỹ đạo mà nêu trên, điện tử quay xung quanh trục nó, cịn tạo nên mơmen gọi mơmen spin Các spin đóng vai trị quan trọng việc từ hố vật liệu sắt từ
- Khi nhiệt độ nhiệt độ curri, việc hình thành dịng xoay chiều nhìn thấy mắt thường, gọi vùng từ tính, vùng trở nên song song thẳng hàng hướng(các mômen spin hướng song song nhau) Như vật liệu sắt từ thể chủ yếu phân cực từ hố tự phát khơng có từ trường đặt bên ngồi
- Q trình từ hoá vật liệu sắt từ tác dụng từ trường dẫn đến làm tăng khu vực mà mơ men từ tạo góc nhỏ với hướng từ trường, giảm kích cỡ vùng khác xếp thẳng hàng mô men từ tính theo hướng từ trường bên ngồi Sự bão hồ từ tính đạt tăng lên khu vực dừng từ lại mơmen từ tính tất phần tinh thể nhỏ từ tính hố tự sinh trở thành hướng theo hướng từ trường
m
i
S
D
Trung Bỗnh
Khoù
(2)- Khi từ hố dọc theo cạnh hình khối, mở rộng theo hướng đường chéo, nghĩa co lại theo hướng từ hóa, tượng gọi tượng từ gião
Đường cong từ hoá vậtliệu sắt từ thể hình vẽ
Theo đường cong từ hố độ từ thẩm xác định theo công thức Hm
Bm
=
~ µ
Độ từ thẩm đại lượng cảm ứng từ B cường độ điện trường H điểm xác định đường cong từ hóa Trong hệ SI µo =4π.10−7H/m
Độ từ thẩm phụ thuộc vào nhiệt độ - Nếu từ hoá vật liệu sắt từ từ trường bên
2
3
5
6 B(T)
H(A/m)
B(T)
H(A/m) Bmax Bdæ
-Bdæ
1 Sắt đặc biệt tinh khiết Sắt tinh khiết (99,98%Fe) Sắt kỹ thuật tinh khiết (99,92%Fe) Pécmanlôi(78%Ni),
(3)sau bắt đầu giảm lực từ hố trễ sau lực từ hố gọi tượng từ trễ
Việc ước tính tổn thất từ trễ chu kì đơn vị thể tích tính theo cơng thức kinh nghiệm
WH1=ηBnmax
:
η hệ số đặc trưng vật liệu Bmax cảm ứng từ cực đại chu kì
n: =1,6÷2
- Cơng suất tiêu thụ vật liệu từ
PH= f B V
n
max
η
f: tấng số xoay chiều V thể tích vật liệu sắt từ
- Tổn thất cơng suất dịng xốy tính theo cơng thức Ped=ξ.f2.B2max.V
Trong mạch từ xoay chiều, thay mạch L-R nối tiếp nhau( L thể cảm ứng r1 thể tất dạng tổn thất, C cuộn điện trở cuộn khơng ý đên) tổn hao cơng suất tính theo tgδ
tgδ =
L r
ω
- Đối với số chất có cấu trúc tinh thể, xếp theo đường thẳng không song song với spin 1hướng phổ biến với hướng khác, thích hợp với cực tiểu hệ thống Những chất gọi chất nhiễm sắt từ ( oxit sắt mà gọi ferit)
II Vật liệu từ mềm:
- Độ thẩm từ cao, lực kháng từ nhỏ, tổn thất trễ vật liệu nhỏ làm cho chúng thích ứng với lõi máy biến áp, thiết bị đo lường số ứng dụng khác, vị trí mà yêu cầu đến cảm ứng cao với tổn thất công suất thấp Để giảm bớt tổn thất dịng điện xốy mạch từ máy biến áp, lõi thường phủ chồng lên lớp vật liệu từ mềm mỏng có sơn vécnicách điện nhằm làm tăng điện trở suất
- Các loại sắt từ mềm thường gặp:
Sắt (thép carbon thấp): sắt thỏi chứa lượng nhỏ tạp chất (C, sulfua, Mn, Si yếu tố khác làm giảm tính từ tính Điện trở suất tương đối thấp, thép thỏi phần lớn dùng cho lõi từ Vật liệu cịn có tên
(4)Armco sản suất theo nhiều cấp độ khác ( thép điện carbon thấp, điện, sắt khiết)
Các Tạp chất
Độ thẩm từ Vật liệu
C O2 Ban đầu Lớn
Lực kháng từ
HC(A/m)
Sắt thỏi 0,02 0,06 250 7000 64
Sắt điện phân 0,02 0,01 600 15000 28 Sắt cacbonyl 0,005 0,005 3300 21000 6,4 Sắt điện phân nóng
chy lải chán khäng
0,01 61000 7,2
Sắt tinh chế hyđrô
0,005 0,003 6000 200000 3,2 Sắt tinh chế cao
trong hyârä
20000 340000 2,4
Tinh thể đơn sắt tinh khuyết ủ râm hyđrô
1430000 0,8
Thép điện có nhiều loạikhác việc tăng thêm Si nhằm tăng điện trở suất làm giảm tổn thất dịng xốy Đồng thời làm tăng độ thấm ban đầu giảm lực kháng từ tổn thất lượng từ trễ
Mật độ điện trở suất thép điện phụ thuộc vào thành phần Si Cấp độ thép Mức độ hợp kim
thép với Si
Thành phần Si Mật độ (Mg/m3)
Điện trở suất ((µ.Ω.m)
1 Hợp kim thấp 0,8÷1,8 7,80 0,25
2 Hợp kim vừa 1,8÷2,8 7,75 0,40
3 Hợp kim cao 2,8÷3,8 7,65 0,50
4 Hợp kim cực cao 3,8÷4,8 7,55 0,60
- Tấm thép Si thành phần cao dùng cho dát mỏng máy biến áp công nghiệp điện tử
(5)Cảm ứng từ B với số đặc trưng cường độ trường từ (kA/m)
Tổng tổn thất lượng tren đơn vị trọng lượng thể sau Loại thép Chiều
dy thẹp (mm)
B2,5-B30 (T)
Không
P1/150-P1,5/50
(W/kg) khäng trãn
B0,5-B2,5
(T) Không
P0,75/400-P1/400
(W/kg) khäng trãn ∋11-∋043A
cuốn nóng
0,35
1,44 0,9 1,34 ∋1100 - ∋3200 0,5 1,48 1,5 -7,5 ∋310 -∋330A
0,35-0,5
1,75-2 0,5-2,45 ∋44&∋340
0,1-0,35
1,19-1,7 6-19
III Vật liệu từ cứng:
- Xuất phát từ thành phần , trạng thái kĩ thuật sản xuất vật liệu chia làm loại sau
+ Thép hợp kim cứng + Hợp kim đúc
+ Nam châm dạng bột + Ferit từ cứng
- Những hợp kim biến dạng đàn hồi băng từ
Đặc tính nam châm vĩnh cửu lực kháng từ, cảm ứng từ dưvà lượng cực đại nam châm vĩnh cửu toả không gian Độ thấm từ nam châm vĩnh cửu thấp nam châm mềm, lực kháng từ cao độ thấm từ thấp
Thép hợp kim cứng vật liệu đơn giản có sẵn để sản xuất nam châm vĩnh cửu Nó hỗn hợp tunngsten, crom, molypden cobalt Tính chất từ bảo đảm bỡi sử lý nhiệt
Hợp kim đúc: hợp kim có nguyên tố Al-Ni-Fe gọi alni, chúng có lượng lớn Cobalt silic thêm vào hợp kim nhằm cải thiện thêm từ tính Tính chất từ tính phụ thuộc vào kết cấu tinh thể kết cấu từ
(6)