Конспект лекцій - Електротехнічні матеріали

Подождите немного. Документ загружается.

Херсонський національний технічний університет

ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ. Курс лекцій

Кафедра енергетики та електротехніки

Розділ IV. МАГНІТНІ МАТЕРІАЛИ

Факультет машинобудування 6.051001. Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології

Лектор Дон Н.Л. стор. 14 з 16

0 - питомі втрати при магнітній індукції 1,7 Тл і частоті 50 Гц

1 - при 1,5 Тл і 50 Гц

2 - при 1,0 Тл і 400Гц

6 - магнітна індукція в слабких магнітних полях при напруженості

поля 0,4А/м:

7 - магнітна індукція в середніх магнітних полях при 10 А/м.

Електротехнічну сталь випускають у вигляді рулонів, листів і стрічок. Тов-

щина листів перебуває в межах 0,1 - 1 мм. Сталь різних класів застосовують

для виготовлення магнітних ланцюгів апаратів, трансформаторів, електрич-

них машин, приладів.

Текстурована сталь анізотропна й використовується для осердя трансформа-

торів, що виготовляються за способом «намотування» з рулонного матеріалу.

Це дозволяє зменшити їхню масу й габаритні розміри на 20-25%.

Пермалої - це залізонікелеві сплави, що володіють великою початковою маг-

нітною проникністю в області слабких магнітних полів. Розрізняють високо-

нікелеві (зі вмістом нікелю 70-83%) і низконікелеві ( 40-50%Ni) пермалої.

Магнітні властивості пермалоїв істотно залежать від зовнішніх механічних

впливів, від хімічного складу й наявності домішок, а також від режимів тер-

мообробки матеріалу. Магнітна проникність високонікелевих пермалоїв у кі-

лька разів вище, ніж у низьконікелевих, і набагато перевершує проникність

електротехнічних сталей.

Пермалої випускають декількох груп, кожна з яких містить ще ряд марок.

У марках пермалоїв використовують наступні літерні позначення:

Н - нікель,

К - кобальт,

М - марганець,

Х - хром,

С - кремній,

Д - мідь.

Херсонський національний технічний університет

ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ. Курс лекцій

Кафедра енергетики та електротехніки

Розділ IV. МАГНІТНІ МАТЕРІАЛИ

Додаткова буква У означає сплав з поліпшеними властивостями,

П - з прямокутною петлею гістерезиса.

Цифра в марці вказує процентний вміст нікелю.

Застосовують пермалої для виготовлення осердя малогабаритних трансфор-

маторів, дроселів і деталей магнітних ланцюгів, які працюють при підвище-

ній індукції без підмагнічування або з невеликим підмагнічуванням.

Альсіфери – сплави заліза з кремнієм і алюмінієм. Оптимальний склад альсі-

фера: 9,5% Si , 5,6% Al , інше Fe. Такий склад відрізняється твердістю і крих-

кістю. Основні характеристики альсіфера не поступаються високонікелевим

пермалоям:

.35500

=μ

120000

макс

, Н

= 1.8 А/м. З огляду на те, що аль-

сіфер тендітний матеріал, його можна розмелювати в порошок і використо-

вувати для виготовлення пресованих осердь.

Магнітотверді матеріали за складом, станом й способом одержання під-

розділяють на:

9 леговані мартенситні сталі,

9 литі магнітотверді сплави,

9 магніти з порошків,

9 магнітотверді ферити,

9 пластичні сплави, що деформуються і магнітні стрічки.

Характеристиками матеріалів для постійних магнітів служать коерцитивна

сила, залишкова індукція і максимальна енергія, що віддається магнітом у зо-

внішній простір. Магнітна проникність матеріалів для постійних магнітів

нижче, ніж магнітом’яких матеріалів, причому чим вище коерцитивна сила,

тим менше магнітна проникність.

Для виробництва постійних магнітів

спочатку використовувалися леговані

мартенситні сталі, з огляду на їх невисоку вартість і можливість механічної

обробки на металорізальних верстатах. Однак у зв'язку з низькими магнітни-

ми характеристиками в цей час їхнє застосування обмежене.

Факультет машинобудування 6.051001. Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології

Лектор Дон Н.Л. стор. 15 з 16

Херсонський національний технічний університет

Кафедра енергетики та електротехніки

ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНІ МАТЕРІАЛИ. Курс лекцій

Розділ IV. МАГНІТНІ МАТЕРІАЛИ

Факультет машинобудування 6.051001. Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології

Лектор Дон Н.Л. стор. 16 з 16

Великою магнітною енергією володіють литі магнітотверді сплави: альні

(Al -Ni - Fe), альніко (сплав альні з добавкою кобальту), альнісі (сплав альні з

добавкою кремнію), магніко (сплав альніко з вмістом кобальту 24%). Поліп-

шення магнітних властивостей сплавів обумовлено не тільки складом, але й

спеціальною обробкою - охолодженням магнітів у сильному магнітному полі.

До недоліків цих сплавів слід віднести їхню твердість і крихкість, внаслідок

чого вони можуть оброблятися тільки шляхом шліфування.

Для виготовлення постійних магнітів

зі строго витриманими розмірами ви-

користовують методи порошкової металургії. Розрізняють металокерамічні

магніти, які одержують пресуванням і подальшим спіканням при високій

температурі, й металопластичні магніти, які виготовляють із зерен порош-

ку, скріплених єднальним складом.

Література [1.с. 275-298]

Контрольні запитання:

1. Наведіть класифікацію речовин за магнітними властивостями.

2. Перелічіть основні характеристики магнітних матеріалів.

3. Укажіть причини виникнення магнітних втрат.

4. Перелічіть зовнішні фактори, що впливають на характеристики магнітних мате-

ріалів.

5. Укажіть основні відмінності магнітом’яких матеріалів від магнітотвердих.

6. Наведіть основні марки електротехнічних сталей.

7. Укажіть, чим відрізняються властивості високонікелевих і низьконікелевих пер-

малоїв.

8. Укажіть основні властивості пермалоїв.

9. Укажіть основні властивості альсиферів.

10. Поясніть, що мається на увазі під добротністю осердя.

11. Перелічіть можливі шляхи зменшення втрат на вихрові струми.

12. Назвіть параметр, за допомогою якого можна оцінити крутизну окремих ділянок

кривої намагнічування.

13. Поясніть, що називається коерцитивною силою.

14. Поясніть, що називається кривою намагнічування.

15. Опишіть методику визначення відносної магнітної проникливості з основної кри-

вої намагнічування.

16. Поясніть, що називається залишковою індукцією.

17. Перелічіть назви литих магнітотвердих сплавів.