下面我們來介紹磁性材料的局里溫度和磁導(dǎo)率的比溫度系數(shù)。
下面我們來介紹居里溫度。
如圖所示,隨著溫度的變化,磁性材料的磁導(dǎo)率也發(fā)生變化,當(dāng)相對磁導(dǎo)率突然變化到1時,那么該點所對應(yīng)的溫度我們稱為磁芯材料的局里溫度點,用符號Tc來表示。需要注意的是當(dāng)時磁性材料達到居里溫度時,該磁性材料就失去了磁性。因此在實際工作中應(yīng)根據(jù)磁性元件的工作的環(huán)境溫度和允許的溫升來正確的選擇磁性材料。
如圖所示是幾種磁性材料的初始磁導(dǎo)率隨溫度變化的特性曲線。從圖中可以看出來,他們有一個共同的特點,總是存在著一個某一溫度,它的磁導(dǎo)率最高,而過了這一點以后,磁性材料的初始磁導(dǎo)率就急劇下降,下降到其相對磁導(dǎo)率的等于1。那么這個溫度點就是局里溫度點。局里溫度點以后,磁性材料不再具有磁性,使用中一定要注意。
下面我們來介紹磁導(dǎo)率的溫度系數(shù)和比溫度系數(shù)。
當(dāng)磁性材料用于濾波電感時,其磁導(dǎo)率隨溫度的變化是一個很重要的參數(shù),濾波電感應(yīng)在所選擇的溫度范圍內(nèi)滿足要求,因此定義磁導(dǎo)率的溫度系數(shù)為。當(dāng)環(huán)境溫度T2>T1時,
。如果鐵芯存在氣隙,磁導(dǎo)率的溫度系數(shù)
,其中是磁導(dǎo)率的比溫度系數(shù),
。
磁導(dǎo)率的時間減落因數(shù)。
某些鐵磁材料在經(jīng)過動態(tài)磁中信后,起始磁導(dǎo)率隨時間而降低,最后達到了穩(wěn)定狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為磁導(dǎo)率的減落,它是磁后效的一種形式,因此它的產(chǎn)生機理同磁后效一致,材料中的電子離子或空虛,在退磁狀態(tài)會進行擴散,導(dǎo)致起始磁導(dǎo)率下降,一段時間以后擴散去平衡,起始磁導(dǎo)率也去一個定值。
因此在給定的時間t1的磁導(dǎo)率我們稱為μ1,t2的磁導(dǎo)率我們稱為μ2,磁導(dǎo)率的降低程度
,實際磁導(dǎo)率的降低程度,以時間t的對數(shù)成比例關(guān)系,所以IEC國家電工協(xié)會規(guī)定,磁導(dǎo)率降低系數(shù)為
。
為了描述磁導(dǎo)率的時間減落,我們用時間減落因數(shù)來表示,這
,其中μ1是退磁后t1時間的磁導(dǎo)率,μ2是退磁后t2時間的磁導(dǎo)率,隨時間會發(fā)生變化,因此由于時間減落因數(shù)的影響,電感的變化可以用
,μ1等效磁導(dǎo)率。如果減落現(xiàn)象嚴重時,材料在使用過程中容易受到環(huán)境電磁干擾的影響。因此對于軟磁材料要求其減落系數(shù)越小越好。
下面我們來介紹功率損耗密度。
當(dāng)磁芯材料工作在高磁通密度并作為功率磁芯材料時,就用磁芯功率損耗密度來衡量其磁性能。磁芯的功率損耗密用pv來表示,也稱為磁芯的比損耗,表示磁芯工作在一定的磁通密度、平面及溫度下,單位體積和單位質(zhì)量的磁芯損耗。
如圖所示,是某天然氣材料,在不同的工作頻率下,其功率損耗密度峰值的磁密度之間的關(guān)系。對于縱坐標(biāo)Pv它的單位通常有兩種即和
,這兩種單位的數(shù)據(jù)沒有發(fā)生改變,那么也有的場合用單位質(zhì)量的損耗來描述,用Pc來表示。
如圖所示,是某磁性材料的功率損耗密度與溫度的關(guān)系,圖中以工作頻率和峰值磁感應(yīng)密度作為參量,我們發(fā)現(xiàn)在80度到120度范圍內(nèi),功率損耗密度pv出現(xiàn)了一個最低的區(qū)域。除了上述介紹的參數(shù)以外,磁性材料還有電阻率、電感因數(shù)等重要參數(shù)。在后續(xù)的章節(jié)將介紹。