Magnetic losses in soft magnetic materials
Monika Antoni, Roland Grössinger
2015
Weichmagnetische Materialien sind weitverbreitete und wichtige Werkstoffe in modernen Netzen zur Verteilung elektrischer Energie. Sie werden zum Beispiel als Kerne von Transformatoren und Generatoren verwendet, deren Wirkungsgrad unter anderem dadurch eingeschränkt wird, dass Energie dazu aufgewandt werden muss, die Magnetisierung im Material zu ändern. In der vorliegenden Arbeit wurde die Frequenzabhängigkeit der Hystereseschleife an verschiedenen Werkstoffen (Fe-Si, nanokristallines Material
more »
... tc.) untersucht. Die Messungen wurden mit einem selbstentwickelten Hysteresographen an ringförmigen Proben durchgeführt. Wesentlich bei derartigen Messungen ist die Form des angelegten Felds H(t) oder B(t). Eines der Ziele der hier vorliegenden Untersuchungen war den Effekt der Form von H(t) bzw. B(t) zu untersuchen. Es wurde ein Sinusförmiges H(t), ein dreieckförmiges H(t) bzw. ein dreieckförmiges B(t) verwendet und die so gemessenen Hysteresen und deren Frequenzverhalten verglichen. Daraus kann dann durch Integration die Frequenzabhängigkeit der Verluste bestimmt werden. Diese Ummagnetisierungsverluste setzen sich aus einem statischen Teil P_H und einem dynamischen Teil P_W zusammen, der durch Wirbelströme verursacht wird. Um weichmagnetische Materialien hinsichtlich ihrer wirbelstromabhängigen Verluste beurteilen zu können, ist es erforderlich ein Modell zu haben, das einfach und schnell anwendbar ist und die Frequenzabhängigkeit der dynamischen Verluste erfasst und erklärt. Ein solches Modell wurde von Bertotti mittels eines einfachen Verlustseparationsansatzes entwickelt. Es enthält die klassischen Wirbelstromverluste P_cl , die nur aus dem elektrischen Widerstand erklärt werden, und die anormalen Wirbelstromverluste P_exc die den Effekt der dynamischen Domänwandbewegung enthält. Dieses Modell wird in dieser Arbeit zur Analyse der Frequenzabhängigkeit der Verluste diverser weichmagnetischer Materialien verwendet. Die dynamischen Koeffizienten werden auch halb analytisch berechnet und mit den gefitteten Parametern verg [...]
doi:10.34726/hss.2015.29941
fatcat:vrip6b4a6janzbycfefkfmuzhi