Магнитная индукция и все что с ней связано

[DmitryK]

Сообщение от Valeriy

.........
Свойства магнитов забивал N38, какие были у меня.
.........
Синяя строка слева, это индукция в середине зазора. На одной зазор между магнитами равен 1 магниту (0,5 от магнитов) и индукция в 1Т.
.........
На второй, зазор равен толщине магнитов, а индукция в центре 0,8Т. Справа указаны цвета и соответствующая цвету индукция.

Спасибо, очень информативно!
Жаль, сам указанной программой не владею.....
--------------------------------
Хочу построить график зависимости индукции в зазоре (вертикальная ось) от отношения величины зазора к толщине магнита (горизонтальная ось; материал N45, размеры 10 х 4 х 1.5). Индукция в зазоре нужна только для отношений 0.25; 0.5; 1; 2, по модели, как на скриншотах коллеги Valeriy, но не с четырьмя (попарно), а с двумя магнитами и двумя зазорами. Т.е. для радиального генератора. Если кто-то поможет, буду очень благодарен.

[Valeriy]

http://www.pmspb.ru/ndfeb.html есть таблица Магнитные характеристики материала Неодим-Железо-Бор (NdFeB)
Если нажать на синии N38 откроется таблица Кривые размагничивания материала NdFeB марки N38. Справа указана индукция в Тесла, внизу Н(кА/м). Показаны кривые при разных темперетурах.

[DmitryK]

Сделал "калькулятор" на основе классического способа. Позволяет подобрать/расчитать зазор для радиального генератора и максимальную (!) индукцию в зазоре, когда площадь магнита и площадь зуба, а так же их количества близки. Зубья упрощенные, несоосность магнита и зуба не учитывается. Цифры пока стоят мои. Буду признателен за комментарии и указания на ошибки/улучшения.

[BenGunn]

1) Не хватает параметра "Остаточная магнитная индукция материала магнита". Исходя из этого параметра, надо вычислять максимально возможную индукцию в воздушном зазоре, что бы индукция в зазоре была ограничена сверху.
2) Не учитываются краевые потери, но их в приближенном расчете наверно и нельзя учесть. Хотя при увеличении зазора краевые потери становятся чувствительными.
3) По расчету вроде все верно, но надо понять к какому соотношению МДС и ампервитков надо стремиться. Ведь ещё должен быть запас на противостояние магнитному полю катушек.

[Valeriy]

На кривых размагничивания N38 видно, что чем толще магнит, тем он больше держит температуру.

[BenGunn]

Сообщение от Valeriy

На кривых размагничивания N38 видно, что чем толще магнит, тем он больше держит температуру.

А где там указана толщина магнита?

[Valeriy]

Сообщение от BenGunn

А где там указана толщина магнита?

Указана коэрцитивная сила при температуре. Максимальная температура магнита 80 градуса. Смотрим на кривую 100 градусов, верхнюю. Линия от 100 указывает в точку перехода в спадающую область. По вертикали вниз - 5, ниже 400кА/м. Если занизить коэрцитивную силу в расчетах в двое, как раз и будет 400-430. Индукция 1.1Т при 100 градусах. Это двойная толщина магнита. А при -40 Н - 1600кА/м и 1.2Т, можно в 2 раза тоньше брать.

[BenGunn]

Все понятно. Мне кажется, вы немного не точно выразились. Я думаю, правильнее сказать, что за счет большего запаса мощности толстые магниты лучше переживают нагрев, но зато мы получаем перерасход магнитов при нормальной температуре.

[DmitryK]

Сообщение от BenGunn

1) Не хватает параметра "Остаточная магнитная индукция материала магнита". Исходя из этого параметра, надо вычислять максимально возможную индукцию в воздушном зазоре, что бы индукция в зазоре была ограничена сверху.
2) Не учитываются краевые потери, но их в приближенном расчете наверно и нельзя учесть. Хотя при увеличении зазора краевые потери становятся чувствительными.
3) По расчету вроде все верно, но надо понять к какому соотношению МДС и ампервитков надо стремиться. Ведь ещё должен быть запас на противостояние магнитному полю катушек.

1). Даже больше. Приведенный пример напоминает тахогенератор или несущественную нагрузку. Если задаться максимальным и рабочим током в катушке (сейчас как раз разбираюсь с теорией), то получается интересная штука (к вопросу о "линии возврата" (ЛВ) и "точке максимальной энергии").
- Есть известный графический метод выбора индукции в зазоре (у Розина, к примеру: http://www.rosinmn.ru/elektro/magnet/magnet_4.htm)
- Есть аналитический метод выбора сразу толщины воздушного зазора (индукция в нем будет следствием), к примеру здесь: Беляев Е.Ф. "Расчет и проектирование электрических машин постоянного тока малой мощности". Просьба скачать и посмотреть если не все, то хотя бы стр. 43...45 (пример 1 и пример 2 - их надо обсудить), где и есть интересный вывод: у РЗМ магнитов зазор должен быть примерно в 1.5 раза больше толщины магнита (как следствие - магнитным напряжением в "железе" вообще пренебрегаем, остаются: магнит, зазор, катушка), а у магнитов на основе феррита - на порядок меньше, где цепь традиционна.
- Есть мой готовый генератор, где приемлимый КПД "случайно обнаружился", когда зазор стал больше толщины магнита.
2) Расчитывать или нет - следствие приемлимости/достаточности методик из п.1)
3) Аналогично.

[BenGunn]

Сообщение от Илья МГУ

Чтобы вспомнить ход рассуждений пролистал по диагонале ветку про индукцию.
Вот хоть убейте, там только одно обоснование что это плохо - лишние затраты на приобретение магнитов. Эти затраты в рассуждениях Бена присутствуют в виде площади или объёма магнитов. Ни снижения эдс, ни увеличения потерь это за собой не влечёт(как я понял). Т.е. если бы магниты продавались по цене кирпича то проблему можно было бы и вовсе не рассматривать. Это - как раз мой случай. Если я поменяю имеющиеся магниты 9х20х5 на магниты 6х20х2, то я попросту попаду на пару тыщ руб. После замены эдс не увеличится (а скорее чуток уменьшится) и потери останутся те же. Ну и за что борьба?

Я исходил из того, что надо получить от генератора максимальную мощность. Если бы ты использовал магниты шириной 7мм, то вместо 26 полюсов можно было бы сделать 34 полюса. При этом площадь магнитов и максимальная магнитная индукция в зубце почти бы не изменились. Частота возросла бы в 1,3 раза, во столько же увеличилась бы ЭДС, а мощность возросла бы в 1,3^2= 1.69 раза.
Ещё слишком широкие магниты вредны из-за ухудшения формы графика ЭДС http://windpower-russia.ru/forum/sho...9&postcount=66

Сообщение от Илья МГУ

ИМХО: выбор толщины и ширины магнитов актуален на стадии покупки магнитов. Если рассуждать логически, то чем меньше по весу магнит, тем он дешевле. Но логика рынка магнитов может быть совершенно другой. И если толстые-широкие стоят дешевле тонких-узких (что вполне возможно!) то правильный выбор в пользу дешёвых (толстых-широких).

Если есть возможность, то я бы подбирал статор под магниты доступные магниты.

Сообщение от Илья МГУ

Единственный аргумент который меня бы убедил - уменьшение потерь на перемагничивание и Фуко. Но как я понял, тема пока не изучена.

Напишу, к каким выводам я для себя пришел, насчет вреда или пользы большой частоты.

Будем рассматривать генератора с небольшим числом витков в катушке. Это важно, так как из-за небольшого числа витков индуктивное сопротивление генератора можно не учитывать. Как пример генератор DmitryK-а, у него 38 полюсов и есть замеры при 1485об/мин. По моим подсчетам индуктивное сопротивление у него почти не заметно.

Пренебрегая индуктивным сопротивлением, мощность генератора можно оценивать через мощность КЗ, равную Uxx^2/Rген. Так как Uxx линейно зависит от частоты, то мощность зависит от квадрата частоты.

Из того, что я прочитал, следует, что потери на перемагничивание зависят от частоты линейно, а потери на токи Фуко зависят от квадрата частоты. В зависимости от того, как для конкретного материала соотносятся эти потери, при оценке совокупных потерь, выбирают степень для частоты. Эта степень всегда меньше 2. Токи Фука зависят от сопротивления материала и от толщины пластин. Мне кажется, при штамповке пластин потери на токи Фуко не меняются, а вот потери на перемагничивание возрастают, так как ухудшается структура материала. Поэтому, я думаю, потери на перемагничивание для нас более критичны.
Так как потери на перемагничивание зависят от первой степени частоты, а мощность генератора от второй, то с увеличением частоты отношение мощности к потерям увеличивается, т.е. КПД растет. Это можно наблюдать на примере генератора DmitryK-а, при замерах треугольника. При 480об/мин максимальный КПД 70%, при 855 76,4%, при 1485 84,9%, при 2565 88,5%. http://windpower-russia.ru/forum/att...7&d=1340211235