Wpływ temperatury pracy na stratność dielektromagnetyków

• Autorzy: Janta T.

Warianty tytułu

EN

Influence of working temperature on lossiness of dielectromagnetics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Magnetyczne kompozyty proszkowe znajdują coraz szersze zastosowanie jako materiały magnetycznie czynne magnetowodów urządzeń elektrycznych. Ze względu na właściwości oraz prostą technologię szczególnym zainteresowaniem cieszą się dielektromagnetyki. Są to kompozyty proszkowe wykonywane z proszku magnetycznie miękkiego z zastosowaniem, oprócz innych domieszek, dielektryku stanowiącego najczęściej zarówno środek izolujący, jak i wiążący cząstki magnetycznie miękkie. W zastosowaniu tych materiałów istotna jest stałość parametrów magnetycznych i elektrycznych w czasie ich pracy oraz ich niezmienność pod wpływem warunków otoczenia (np. temperatury, wilgotności). Poznanie zmian pozwoli na odpowiednią korektę przy projektowaniu magnetowodów tak, aby zmiany te nie dyskwalifikowały urządzeń w trakcie ich eksploatacji. Zmiany zależą, miedzy innymi, od zastosowanej technologii, rodzaju zastosowanego proszku magnetycznie miękkiego, ilości i rodzaju użytego dielektryku, ilości i rodzaju ewentualnych domieszek i, w końcu, od czynnika narażającego. Wpływ ten znajduje swoje odzwierciedlenie w zmianie różnych właściwości, w tym właściwości magnetycznych, elektrycznych czy też mechanicznych. Stąd zależności te są trudne do jednoznacznego zbadania i opisania. Określono wpływ temperatury pracy magnetowodów wykonanych z dielektromagnetyków na ich stratność. Badane dielektromagnetyki znajdowały się w temperaturze 100°C przez 1 rok. Ich stratność porównano ze stratnością dielektromagnetyków przechowywanych przez ten sam czas w stałej temperaturze otoczenia 21°C oraz stałej wilgotności wynoszącej 55%. Zbadano dielektromagnetyki wykonane z proszku magnetycznie miękkiego ASC 100.29 domieszkowanego żywicą epoksydową Epidian 101 w ilości 0,1 oraz 0,2% wagowo. Schemat blokowy komputerowego systemu pomiarowego przedstawiono na rysunku 1. Zmierzone wartości stratości całkowitej oraz jej składowych: stratności z histerezy oraz z prądów wirowych przedstawiono w tabelach 1 i 2 oraz na rysunkach 2-4. Wykazano, że wpływ temperatury pracy dielektromagnetyków na ich stratność jest mały i korzystny z punktu widzenia ich zastosowania na magnetowody urządzeń elektrycznych - stratność całkowita maleje o około 1%. Świadczy to niewątpliwie o dobrej jakości zastosowanego proszku magnetycznie miękkiego, którego właściwości są stabilne w czasie oraz o wystarczającej, ochronnej warstwie cząstek żelaza wytworzonej przez zastosowany dielektryk.

EN

Magnetic powder composites find ever-wider use as active magnetic materials for magnetic cores of electric devices. Because of their properties and manufacturing technology, dielectromagnetics attract a great interest. They are powder composites made from soft magnetic powder with an admixture of, among others, dielectric in the form of resins, which both bind and isolate the soft magnetic particles. The properties of manufactured dielectromagnetics and their constancy over time as well as the influence of the operating conditions (e.g. temperature) or the medium (e.g. humidity) on them are the main factors, which determine the use of these materials. When the factors are examined and understood, it will become possible to design magnetic cores in such a way that the predictable changes in their properties will not disqualify the electric devices in the course of their service. In this paper changes in the lossiness of dielectromagnetics, made of soft magnetic powder ASC 100.29 with an admixture of epoxy resin Epidian 101 in the amount of 0.1 and 0.2% by weight, caused by working temperature are described. Dielectromagnetics for tests were compacted in form of ring samples with dimensions 50x60x5 mm. Applied compacted pressure was 800 MPa. Samples were cured at temperature 200°C in the resistance furnace in the course of 1 hour. The lossiness of dielectromagnetics of the specimens were tested after they were stored one year in ambient conditions at a constant temperature of 100°C and (comparative series) at a constant temperature of 21°C and a constant humidity of 50%. Block diagram of the computer system for lossiness measurements is presented in Figure 1. The density and total lossiness of tested dielectromagnetics at induction 0.5 T and 1 T for frequencies 50 Hz are shown in Table 1 and in Figure 2 (at B = 1 T). Distribution of lossiness for frequencies 50 Hz are presented in Table 2 and in Figures 3 and 4. Values of eddy current loss are very small, about 3% of hysteresis loss (Table 2). The research has shown that they increase by 14% (Fig. 4) does not essentially effect on total lossiness (Fig. 2). The effect of working temperature on the lossiness of the tested dielectromagnetics is small and profitable - the total lossiness decreased about 1% (Table 1, Fig. 2). This is a proof of the high quality of the soft magnetic powder and dielectric used whose properties remain stable over temperature.

Słowa kluczowe

PL

metalurgia proszków; materiał magnetycznie miękki; dielektromagnetyk; dielektryk; stratność; zjawisko starzeniowe

EN

powder metallurgy; soft magnetic material; dielectromagnetics; dielectric; lossiness; ageing phenomena

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Kompozyty
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 6, nr 4
• Strony: 62--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Janta T.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Janta T., Kordecki A., Węgliński B., PM Soft Magnetic Composites versus Electrical Sheets, EURO PM2000, Work-shop on Production and Applications of Soft Magnetic Materials for Electric Motors, Munich, Germany, 2000, Proceedings, 15-29.
• [2] Antal L., Janta T., Własności ruchowe silników indukcyjnych małej mocy z wirnikiem z materiałów kompozytowych, Zeszyty Problemowe, Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Elektrycznych KOMEL, Katowice, maj 2003, 53-58.
• [3] Janta T., Węgliński B., Wpływ obróbki cieplnej na stratność dielektromagnetyków, Kompozyty (Composites) 2002, 2, 3, 91-99.
• [4] Janta T., Węgliński B., Wpływ rodzaju dielektryku na właściwości dielektromagnetyków, Kompozyty (Composites) 2003, 3, 7, 165-171.
• [5] Janta T., Wpływ zjawisk starzeniowych na stratność dielektromagnetyków, Zeszyty Problemowe, Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Maszyn Elektrycznych KOMEL, Katowice, maj 2004, 51-54.
• [6] Jack A.G., Experience with the Use of Soft Magnetic Composites in Electrical Machines, International Conference on Electrical Machines, September, Istanbul, Turkey 1998, 1441-1448.