釤鈷和釹鐵硼是常見(jiàn)的永磁材料,它們具有良好的導(dǎo)電性,但電阻率較低。這對(duì)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械來(lái)說(shuō)可能會(huì)引起渦流損耗,導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱。因此,如何處理磁體的渦流損耗是電機(jī)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要課題。
渦流損耗的產(chǎn)生機(jī)制
要理解和降低渦流損耗,首先需要了解其產(chǎn)生機(jī)制,這涉及到一個(gè)關(guān)鍵概念——趨膚效應(yīng)。
趨膚效應(yīng)
當(dāng)交變電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電流密度在導(dǎo)體橫截面上的分布不均勻。隨著電流頻率的升高,電流會(huì)逐漸集中在導(dǎo)體表面,而導(dǎo)體內(nèi)部的電流則減少,這一現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。頻率越高,趨膚效應(yīng)越顯著。
趨膚效應(yīng)的產(chǎn)生是由于渦流。根據(jù)電磁感應(yīng)定律,交變電場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)體內(nèi)部和周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng),進(jìn)而在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流,即渦流。離導(dǎo)體中心越近,交變磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)就越高,渦流越強(qiáng),對(duì)原電流的阻礙作用越大,導(dǎo)致中心電流密度減小,而表面電流密度增加。
由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨著頻率的提高而增加,趨膚效應(yīng)也隨之增強(qiáng)。當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電流只在導(dǎo)體表面的一薄層中流過(guò),相當(dāng)于減小了導(dǎo)體的有效截面積,降低了導(dǎo)體材料的利用率。
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