磁気損失について

磁気損失について

概要

磁気損失とは、磁化過程と反磁性過程で磁性体のエネルギーの一部が不可逆的に熱に変換されること。失われたエネルギーを磁気損失と呼ぶ

磁気損失について

磁気損失とは、磁化過程と反磁性過程で磁性体のエネルギーの一部が不可逆的に熱に変換されること。失われたエネルギーを磁気損失と呼ぶ。 一般に、フェライトの場合、磁気損失は主にヒステリシス損失と残留損失である、金属磁性材料の場合は主に渦電流損失とヒステリシス損失である。
交番磁場では、電磁誘導により磁性導体が渦電流を発生し、材料に磁場強度Hと磁気誘導強度Bの振幅と位相の不均一な分布を引き起こし、Bの位相をHの位相よりも遅れて増加される一部のエネルギー損失は渦電流損失と呼ばれる。 
一部の金属磁性材料に関する実験では、測定された磁気損失は理論的に計算された渦電流損失と準静的損失の合計よりもはるかに大きいことが示される。 実験値と理論値の間余分な損失は異常損失と呼ばれる。 異常損失の一部は磁壁が移動したときに電磁誘導によって磁壁の近くに誘導された微渦電流によるもので、その二は磁壁のピン止めまたは磁壁の変形によるものだ。 ちなみに,一部の金属磁性材料(けい素鋼板など)では、全損失の大部分を異常損失が占めています。
ヒステリシス損失

ヒステリシス損失は、磁性材料の不可逆磁化プロセス(磁壁の不可逆変位、磁区の不可逆回転)によるものだ。 準静的磁化の場合、ヒステリシス損失はヒステリシスループの面積に比例する。 中程度および強い交番磁界の場合では、一部の金属磁性材料のヒステリシス損失はシュタインメッツ型の経験式に適合される。

磁気残留損失

残留損失とは、渦電流損失とヒステリシス損失以外のすべての損失を指す。 これは異なる磁気緩和プロセスが原因だ。 低周波で弱い磁場では、残留損失は主に磁気余効損失であり、周波数とは関係ない。 高周波での残留損失には、主にサイズ共鳴、磁壁共鳴、自然共鳴による損失が含まれる。 フェライトの場合、残留損失が支配的ものである。
モーターにある永久磁石の磁気損失を回避する方法

1.永久磁石を小さな部分に分割する:磁石全体を直接配置するのではなく、複数の小さな部分または複数の層に分割し、そして各部分に電気泳動表面処理を実行する。 このようにして渦電流損失を減らし、ローター温度を下げる。

2.エアギャップを大きくする:非同期モーターの場合、エアギャップを大きくすると、漏れ磁束が増える。それで、励磁電流が増加し、効率が低下する。 希土類永久磁石同期モーターの場合、エアギャップを大きくすると、高次高調波エアギャップの磁気リラクタンスと高調波漏れリアクタンスが増加し、鎖交磁束の度合いが減少し、高調波電流が弱まり、固定子と回転子の表面損失と高調波損失を減らす。ということなので、温度上昇の影響を抑える。

3.ローターは、セミクローズドElスロットまたはクローズドスロットを採用する。これにより、ローターコアの表面損失と歯の脈動損失が減少し、エアギャップを短縮されることに有効し、力率が向上し、エアギャップ透過高調波のパルス振幅も減少する。 パーミアンス高調波による高調波損失を低減する。

4.適切なスロットを選択する。高調波次数が低いほど、ロータースロット数が多い、性能損失も大きくなる。ステーターとローターのスロット数の比率が1に近い場合、損失は最小になる。

5.固定巻線の2層短距離分布:2層短距離の分布は、必要に応じて異なるスパンを選択できる。高次高調波を低減でき、基本起電力が低減されないため、エアギャップ磁界の波形が効果的に向上し、高調波損失を減らし、温度上昇を減らす。

6.高品質のネオジ永久磁石を使用する:実際のアプリケーションでは、異なるメーカーによって製造された同じグレードのネオジ磁石の性能はかなり異なることがわかる。グレードが異なれば、渦電流損失も熱伝導率も異なる。 比較的熱伝導率の高い高性能ネオジを選択することは、磁性鋼への熱伝導を助長し、それによってローターの温度上昇を低減する。