下面我們來介紹與磁芯損耗相關的參數,主要有5個:
第一個是損耗因數。
第二個比損耗因數。
第三個品質因數。
第四個磁帶損耗常數。
第五個磁芯功率損耗密度也就比鐵芯損耗。
下面我們來介紹損耗因數。
鐵瓷物質在交流磁化過程中,因消耗能量的而熱,磁性的一個損耗功率有磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗構成。正是由于這三部分損耗,在這個模型中具有電阻分量,從而引起電感電流和電壓的上移。它們的相位差,我們稱為損耗角。那么這三部分損耗所引起的上移可以表示為
,其中
是磁滯損耗因數,
是渦流損耗因數,
是剩余損耗因數,那么
稱為且鐵磁物質的損耗因數。
因為磁芯的損耗是有功功率,就會像引起電感的電流和電壓的相移,我們把這個角稱為損耗角,用損耗因數表示。因此
式中R是三種損耗的等效電阻。磁芯損耗與工作頻率密切相關,如圖所示,是損耗因數與工作頻率變化的關系曲線。圖中Bm表示磁芯的最大工作磁通密度,從圖中可以看到磁芯的損耗因數是工作頻率的函數,當磁芯工作在很低的磁場強度時,磁滯損耗可以忽略不計,由于渦流損耗隨著工作頻率的升高而增加,因此在工作頻率很低時,渦流損耗也可以忽略不計,剩余部分的損耗統稱為剩余損耗。
下面我們來介紹比損耗因數。
把磁芯損耗表示為與材料特性有關,而與磁芯的磁導率無關的參數更具有代表性,所以我們稱為比損耗因數,用
表示。對于存在氣隙較大的磁芯,共模電感和信號變壓器等磁芯中由于工作的磁通密度較低,磁滯損耗很小可以忽略不計,因此產品手冊中常用比損耗因數
來描述磁芯的損耗,主要包括剩余損耗和渦流損耗,但是不包括磁滯損耗。當磁路中存有氣隙時,比損耗因數作為
。
相對損耗因數
也是頻率的函數,如圖所示是某公司的功率材料的相對損耗因數隨頻率變化的特性曲線。從圖中可以看出,隨著頻率的升高,相對損耗因數也在升高,表明了損耗也在增加。
下面我們來介紹品質因數。
當電感用于濾波器時,用品質因數來表示其性能。品質因數Q=1/tanδ,它是損耗因數的導數,等于ωL/R,R我們稱為總電阻,它包括了某工作頻率時的鐵心的等效電阻,和繞組的交流等效電阻。
下面我們來研究磁滯損耗常數。
當磁芯的工作頻率一定時,磁通密度增加,磁滯損耗會增大,磁滯損耗占到磁芯總損耗的比例可以通過測量某一工作頻率下來獲得。例如又圖所示,我們選取工作的磁通密度分別為1.5mT和3.0mT,那么來獲得兩個不同的損耗因數,因此就可以定義磁滯損耗常數等于兩種磁感應強度下的磁滯損耗因數之差,也就是Δtanδ除以有效磁導率和兩個磁感應密度的差。那么對于一個給定的磁芯的工作磁通密度B,磁滯損耗常
也可以根據下列設置求的,也就是說
,那么這個式子也是國際電工協會對磁滯損耗常數的定義。