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軟磁合金粉芯的基礎(chǔ)理論 (3)

                       (品質(zhì)系數(shù)和損耗)

引 言

前期已經(jīng)說明了電和磁是有密切關(guān)系且共存的存在。

在開始學(xué)習(xí)磁性材料之前，先了解一下，解釋磁性能時出現(xiàn)頻率較多的，關(guān)于電和磁的主要特性及用語。

品質(zhì)系數(shù)(Quality Factor)可以簡稱為Q Factor，一般會認(rèn)為Q高就是損耗小，但是在實(shí)際產(chǎn)業(yè)中，根據(jù)使用的頻率，磁性體特性，銅線的條件等使用條件，實(shí)際損耗和Q出現(xiàn)不定性關(guān)系的情況也很多。

一般在交流磁界，磁芯的損耗由磁滯損耗(hysteresis loss), 渦流損耗(eddy current loss),剩余損耗(residual loss)三部分組成。

根據(jù)頻率的變化，測導(dǎo)磁率和Q會發(fā)現(xiàn)，隨著頻率提高，Q會逐漸變小，在一定頻率就測不到Q了。導(dǎo)磁率雖然無關(guān)頻率，數(shù)據(jù)穩(wěn)定的，但是在無法測Q的頻率中導(dǎo)磁率也測不出，因此要根據(jù)磁芯的特性和材質(zhì)，頻率要不同。

在應(yīng)用到實(shí)際電路的時候，要掌握好各個頻率中的Q特性和損耗，選擇適合的材質(zhì)使用。在低頻環(huán)境中，效率可能沒有多大差異，但隨著頻率提高，渦流損耗的影響會越大，所以要掌握好各個頻率中的損耗。磁滯損耗是相對于B-H曲線面積的值，是指供給到磁界的能量因?yàn)榇艤F(xiàn)象，除去磁場也不會返還到全部電路，成為熱而消耗的損耗，這種損耗受磁性材質(zhì)的成分或不純物的影響。

像金屬粉末磁芯，粉末粒子越小，結(jié)晶粒越大，Q值越大，因?yàn)榉勰┝Ｗ踊蛘呓Y(jié)晶粒越小，越能更好地控制渦流損耗。

以上講的是品質(zhì)因素Q和損耗的關(guān)系。在[敏感詞]再整理一下，磁性物體重要的特征之一—損耗。

1）磁滯損耗

因?yàn)榇判晕矬w的磁滯而發(fā)生，電流增加時，開始磁速會慢慢產(chǎn)生，逐漸會以大比例增加，到達(dá)一定程度后磁速的增加率逐漸減少，直到飽和不再增加。關(guān)于B-H曲線，以后會單獨(dú)細(xì)講。

磁性物體的B-H曲線，因?yàn)榇判晕矬w固有的特征，在使用交流的時候，損耗相當(dāng)于曲線面積，磁速不再增加的磁飽和現(xiàn)象是將磁性物體適用到變壓器時，會是一種很有用的特性。

換言之，在變壓器1側(cè)的電流即使變得再大，因?yàn)榇棚柡同F(xiàn)象，發(fā)生的磁速會被限制，所以在2側(cè)只有限定的電流。

2）渦流損耗

有磁界存在，就能產(chǎn)生電流。磁界根據(jù)右手螺旋法，會向螺旋方向，磁性物體會發(fā)生電流。因?yàn)榘l(fā)生電流，有電流的物體會有電阻，所以會產(chǎn)生熱，造成能量的損耗。

為了減少此類渦流損耗，有必要減少螺旋式電流的路徑，為此合金粉末的磁芯需要減小粉末大小，為了防止金屬粉末之間有電流，導(dǎo)致路徑變大，還要將金屬粉末表面絕緣，防止金屬粉末表面有電流。