涡流损耗和体积大小有无关系

kiven1227

如题，另铸铁材料的涡流损耗为何比铝材料的涡流损耗大

chengfeng09

个人见解：
1.不能直接说涡流损耗和体积有无关系，就好像不能说电阻和体积有无关系一样，不同方向的影响是不一样的。应该这样考虑:沿涡流路径方向的相当于电阻的长度，垂直方向相当于电阻的面积。还有考虑面积时注意趋肤效应的影响，要简单考虑的话可以留意下透入深度这个概念。
2.这个应该看实际的场合或者比较时是控制什么不变了。如果感应电动势不变，铁的电阻率大，而透入深度小（相当于有效截面积小），所以电阻大，这样说的话铁的涡流损耗要小些。但在励磁不变的情况下，因为铝是不导磁的，所以磁场会小一些，感应电动势会小，有可能涡流损耗会小。但如果要像另外一个帖子那样说磁阻越大涡流损耗越小，那也不太对，毕竟要考虑实际的情境和各方面因素的综合影响。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-21 23:48

                               
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个人见解：
1.不能直接说涡流损耗和体积有无关系，就好像不能说电阻和体积有无关系一样，不同方向的影响是 ...

1.沿涡流路径方向的部分较长，可以说在一定厚度时穿过的磁通量较大，磁通变化量大（感应电动势较大），这么一来很难说哪方面占绝对主动，但越厚涡流越大应该没错吧

chengfeng09

还要考虑交流场的集肤效应，厚度较大时涡流基本在表面，此时再增加厚度影响不大

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-22 22:08

                               
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还要考虑交流场的集肤效应，厚度较大时涡流基本在表面，此时再增加厚度影响不大

假如厚度超过透入深度磁感应强度减小是一方面，但另一方面厚度增加磁通穿过的面积也变大了，感应电动势势必变大，涡流也会变大；假如厚度没有超过透入深度，增大厚度除了上述一样的影响外，相当于增大了有效截面，减小了有效电阻，涡流损耗因这两正比因素变大势必也是增大的吧

chengfeng09

前提是假定导体外磁场不变。我上面只是说“影响不大”，没有考虑厚度增加有时引起的侧面表面积的增大和侧面磁场的方向和大小的影响。（主要是我搞的那些都是筒状的，不存在厚度增加磁通穿过面积变大的情况）。可能说厚度增加到一定程度影响变小好一点吧。我感觉这些结论之类应该在特定的场合给出比较好，因为实际影响的因素很多，理论上的一些控制什么量不变的假设在实际应用中很难保证。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-23 23:30

                               
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前提是假定导体外磁场不变。我上面只是说“影响不大”，没有考虑厚度增加有时引起的侧面表面积的增大和侧面 ...

确实，要把理论在实际中结合起来有很多不确定因素，最近测量铁磁材料的能耗，磁滞、涡流理论还有很多不明白的地方，兄台让我受益匪浅啊

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-23 23:30

                               
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前提是假定导体外磁场不变。我上面只是说“影响不大”，没有考虑厚度增加有时引起的侧面表面积的增大和侧面 ...

还想问你下磁通密度和涡流损耗的关系是怎样的？

chengfeng09

应该是磁通越大感应电动势越大吧。磁通大小跟磁密的大小、方向和表面积等因素有关。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-24 22:22

                               
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应该是磁通越大感应电动势越大吧。磁通大小跟磁密的大小、方向和表面积等因素有关。

不是应该磁通量的变化率和感应电动势有关吗？通交流情况下在一个导体上穿过的面积不变，那么磁密的变化率是不是和感应电动势有关呢，但有资料说和最大磁密有关，我不太明白

chengfeng09

其实这儿还有个问题，感应电动势的产生与磁通变化率有关，所以可以是磁场时变或者导体在不均匀磁场中运动或者兼有之。这儿主要讨论的应该是磁场交流变化且导体静止的情况吧。
其实两种说法都有道理。只考虑交流基波。令B(t)=Bm*sin(wt+a)，求导后有磁密变化率dB(t)/dt=w*Bm*cos(wt+a)。这种情况下磁密变化率是和频率和磁密最大值乘积w*Bm成正比的。频率一定时那就是和磁密最大值成正比了。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-25 22:33

                               
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其实这儿还有个问题，感应电动势的产生与磁通变化率有关，所以可以是磁场时变或者导体在不均匀磁场中运动或 ...

有道理啊，那磁密和电流之间的关系式是怎样的呢

chengfeng09

先说最简单的情况。作一个磁回路，可以类比电路来看：磁动势对应电动势，磁阻对应电阻，磁通对应电流，磁阻对应电阻，磁压降对应电压降。磁动势与绞链的电流成正比，磁通或者说磁密与磁动势成正比，所以磁密与励磁电流成正比。
当然这中间还有一些问题：首先，铁磁材料存在饱和特性，此时磁密和磁动势是非线性关系。其次，导体产生的涡流对磁密也有作用，有的时候不能忽略。如果不考虑非线性，不考虑导体涡流的影响，磁密和励磁电流是成正比的。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-26 21:31

                               
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先说最简单的情况。作一个磁回路，可以类比电路来看：磁动势对应电动势，磁阻对应电阻，磁通对应电流，磁阻 ...

如果材料（铁磁类）的结构不封闭导致在其内部不能形成闭合的低磁阻磁回路，那是不是涡流损耗就会大大减小啊？还有maxwell里涡流求解器下求解出的磁密是正弦周期内的最大值还是平均值啊？

chengfeng09

用限制电流回路的方法限制涡流倒是有，比如电机的铁心用硅钢片叠成就是。你说的那个我倒不是很清楚，看具体结构吧。如果涡流损耗减小的话应该是磁密的减小造成的。如果涡流损耗增大的话那可能跟集肤效应有关（透入深度不变但有涡流的表面积增大）。这方面没算过，所以说起来没底气。。。
有限元计算我一直用的是ansys，maxwell我现在还没用过。。。。还有很多东西要学啊。

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-28 21:29

                               
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用限制电流回路的方法限制涡流倒是有，比如电机的铁心用硅钢片叠成就是。你说的那个我倒不是很清楚，看具体 ...

有没有统一的算涡流损耗的公式呢，ansys算导体的涡流损耗怎么算的啊

chengfeng09

下面有个电流密度做积分的公式，没怎么用过。还有些是具体场合下一些经验公式。因为我算的是电磁涡流制动，涡流损耗等于制动功率，算出转矩就等于算出了涡流损耗，算是间接的做法吧。论坛上有些帖子可以看看。一般都是算电机和变压器铁心损耗的。找到一个命令powerh，计算体内或面内流出功率的（有点像坡印廷矢量的积分？），可能会有点用。
http://bbs.simol.cn/thread-65260-1-1.html
http://bbs.simol.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=68182

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-29 22:53

                               
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下面有个电流密度做积分的公式，没怎么用过。还有些是具体场合下一些经验公式。因为我算的是电磁涡流制动， ...

thanks very much~另外在导体内的感应涡流存在集肤效应因为透入深度的影响，但在通交流电的导线中产生的集肤效应可以用透入深度来解释吗

kiven1227

chengfeng09 发表于 2012-10-29 22:53

                               
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下面有个电流密度做积分的公式，没怎么用过。还有些是具体场合下一些经验公式。因为我算的是电磁涡流制动， ...

我做的是安装在导线上的电力金具（不通流）的涡流损耗，和电机不一样，这些公式能通用吗

chengfeng09

那个关于J的体积分应该是可以用的。坡印廷矢量的面积分应该也是可以用的。厚度足够大时，不管是因为导体运动产生的涡流，还是因为磁场交变产生的涡流，都可以用透入深度来定性解释。