Розрахунок коефіцієнтів поверхневого імпедансу та питомих втрат в нелінійному феромагнітному середовищі. Характеристика та специфіка впливу параметрів феромагнітних матеріалів на величину поверхневого імпедансу, втрати в магнітом’яких матеріалах.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Розвиток теорії поверхневого ефекту в феромагнітних тілах на базі ВКБ-методу та рівняння Ріккаті Роботу виконано на кафедрі електричних систем і мереж Чернігівського державного технологічного університету МОН України. Пентегов Ігор Володимирович, провідний науковий співробітник відділу електротермії Інституту електрозварювання ім.До таких випадків, зокрема, відносяться задачі, що повязані з вивченням розповсюдження електромагнітних хвиль, які проникають у феромагнітне тіло, розрахунок втрат в металевих елементах електричних машин, феромагнітних каркасах та масивних металевих конструкціях, що знаходяться в зоні дії змінних електромагнітних полів, а також задачі індукційного нагріву та зварювання. У звязку з цим більшість існуючих на даний час методів розрахунку поверхневого ефекту, зокрема, розрахунку поверхневого імпедансу та питомих поверхневих втрат, спирається на цілий ряд припущень і наближень, тому результати розрахунків цими методами є справедливими лише в достатньо вузькому діапазоні зміни напруженості магнітного поля та мають порівняно невисоку точність. Також слід відмітити, що на сучасному етапі розвитку науки і техніки висуваються підвищені вимоги до точності розрахунку поверхневого ефекту і втрат, що виникають в різних електротехнічних пристроях і установках, в масивних металевих конструкціях, які знаходяться в зоні дії змінного магнітного поля. Тому в даний час вкрай важливо створювати нові методи розрахунку, що дають можливість вивчати прояви поверхневого ефекту для різних феромагнітних матеріалів на всьому діапазоні зміни напруженості магнітного поля та дозволяють з більшим ступенем тучності враховувати всі фактори, які впливають на величину поверхневого імпедансу та питомих втрат в феромагнітному середовищі. Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні задачі: - створення універсальних апроксимацій модуля і аргументу абсолютної нелінійної комплексної магнітної проникності по першій гармоніці, що є справедливими для великої кількості конструкційних сталей та інших магнітомяких матеріалів на всьому діапазоні зміни амплітуди першої гармоніки напруженості магнітного поля;В ході своїх досліджень Нейман визначив поверхневий імпеданс нелінійного феромагнітного середовища і отримав так звані коефіцієнти поверхневого імпедансу KR та KX, які показують, в скільки разів змінюються відповідно активна та реактивна складові поверхневого імпедансу даного нелінійного феромагнітного середовища порівняно з лінійним середовищем (з постійною магнітною проникністю), яке має таку ж величину магнітної проникності та напруженості магнітного поля на поверхні. Цей метод дає можливість отримати аналітичні вирази для коефіцієнтів поверхневого імпедансу, але для його практичного застосування необхідно мати апроксимації залежностей модуля і аргументу абсолютної нелінійної комплексної магнітної проникності по першій гармоніці від амплітуди першої гармоніки напруженості магнітного поля у вигляді гладких кривих, оскільки ВКБ-метод вимагає визначення похідних. , ,(3) де m*(H) - відносне нормоване безрозмірне значення модуля комплексної магнітної проникності, яке залежить від безрозмірного нормованого значення напруженості магнітного поля H = H1m / Hmm1 (Hmm1 - абсолютне значення амплітуди напруженості поля по першій гармоніці, при якому абсолютна магнітна проникність по першій гармоніці m1 досягає максимального значення mm1 (для зручності mm1 в формулах - це максимальне значення проникності у відносних одиницях); H1m - амплітуда першої гармоніки напруженості магнітного поля; m*n1 - відносна нормована безрозмірна початкова магнітна проникність по першій гармоніці; mn1 - відносна початкова магнітна проникність по першій гармоніці; K0 - поправковий коефіцієнт; k(H) - поправкова функція; m0 - магнітна постійна; Bs - індукція насичення матеріалу; Bs1 - індукція насичення по першій гармоніці. , ,(6) де y*(H) - відносне нормоване безрозмірне значення аргументу комплексної магнітної проникності, яке залежить від безрозмірного нормованого значення напруженості магнітного поля H = H1m /Hym1 (Hym1 - абсолютне значення амплітуди напруженості поля по першій гармоніці, при якому значення аргументу комплексної магнітної проникності по першій гармоніці y1 досягає максимального значення ym1); y*n1 - відносне нормоване безрозмірне початкове значення аргументу комплексної магнітної проникності по першій гармоніці; yn1 - абсолютне початкове значення аргументу комплексної магнітної проникності по першій гармоніці; k1(H) - поправкова функція.