相对磁导率表
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实 验 技 术 与 管 理 第38卷 第5期 2021年5月Experimental Technology and Management Vol.38 No.5 May 2021收稿日期: 2020-07-02作者简介: 房紫璐(1995—),女,江苏常州,硕士研究生,主要研究方向为电磁场与微波技术,fangzilu@ 。
通信作者: 李玉玲(1973—),女,内蒙古巴彦淖尔,博士,副教授,硕士生导师,主要从事电力电子技术应用及电工理论与新技术的教学和研究,liyl@ 。
引文格式: 房紫璐,龚直,李玉玲,等. 基于ANSYS 的电磁感应加热系统仿真与实验[J]. 实验技术与管理, 2021, 38(5): 129-133.Cite this article: FANG Z L, GONG Z, LI Y L, et al. Simulation and experiment of electromagnetic induction heating system based on ANSYS[J]. Experimental Technology and Management, 2021, 38(5): 129-133. (in Chinese)ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2021.05.026虚拟仿真技术基于ANSYS 的电磁感应加热系统仿真与实验房紫璐,龚 直,李玉玲,姚缨英(浙江大学 电气工程学院,浙江 杭州 310027)摘 要:将电子工程专业基础课“工程电磁场”中的电磁感应定律和涡流理论与实际应用相结合,提出了基于电磁炉加热系统的仿真实验方案。
方案采用ANSYS 有限元仿真软件对电磁感应加热系统进行建模仿真,并分析典型系统参数对加热系统耦合的影响。
计算得到的涡流矢量图与欧姆损耗密度云图能够帮助学生更好地理解感应加热原理。
实验方案将理论分析、数值仿真和实验测量三者相结合,能够帮助学生更好地构建该课程系统全面的思维框架。
电感线圈电感量计算公式电感量按下式计算:线圈公式阻抗(ohm)=2*3.14159*F(工作频率)*电感量(mH),设定需用360ohm阻抗,因此:电感量(mH)=阻抗(ohm)÷(2*3.14159)÷F(工作频率)=360÷(2*3.14159)÷7.06=8.116mH据此可以算出绕线圈数:圈数=[电感量*{(18*圈直径(吋))+(40*圈长(吋))}]÷圈直径(吋)圈数=[8.116*{(18*2.047)+(40*3.74)}]÷2.047=19圈空心电感计算公式:L(mH)=(0.08D.D.N.N)/(3D+9W+10H)D------线圈直径N------线圈匝数d-----线径H----线圈高度W----线圈宽度单位分别为毫米和mH。
空心线圈电感量计算公式:l=(0.01*D*N*N)/(L/D+0.44)线圈电感量l单位:微亨线圈直径D单位:cm线圈匝数N单位:匝线圈长度L单位:cm频率电感电容计算公式:l=25330.3/[(f0*f0)*c]工作频率:f0单位:MHZ本题f0=125KHZ=0.125谐振电容:c单位:PF本题建义c=500...1000pf可自行先决定,或由Q值决定谐振电感:l单位:微亨线圈电感的计算公式1。
针对环行CORE,有以下公式可利用:(IRON)L=N2.ALL=电感值(H)H-DC=0.4πNI/lN=线圈匝数(圈)AL=感应系数H-DC=直流磁化力I=通过电流(A)l=磁路长度(cm)l及AL值大小,可参照Microl对照表。
例如:以T50-52材,线圈5圈半,其L值为T50-52(表示OD为0.5英吋),经查表其AL值约为33nHL=33.(5.5)2=998.25nH≒1μH当流过10A电流时,其L值变化可由l=3.74(查表)H-DC=0.4πNI/l=0.4×3.14×5.5×10/3.74=18.47(查表后)即可了解L值下降程度(μi%)2。
企业标准本标准等效于:GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB/T 3217 永磁(硬磁)材料磁性试验方法GB/T 9637 磁学基本术语和定义GB/T 13560 烧结钕铁硼磁体XB/T 903 烧结钕铁硼磁体表面镀覆层烧结钕铁硼磁体2009-2-10 发布2009-3-1实施目次前言 (Ⅱ)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 定义和术语 (1)4材料分类与牌号 (1)5技术要求 (1)6 试验方法 (1)7 检验规则 (2)8.标志、包装、运输 (2)前言本标准起草单位:本标准主要起草人:烧结钕铁硼磁体1.范围本标准规定了烧结钕铁硼磁体的分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。
本标准适用于粉末冶金工艺生产的烧结钕铁硼磁体。
2.规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 2828 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)GB/T 3217 永磁(硬磁)材料磁性试验方法GB/T 9637 磁学基本术语和定义GB/T 13560 烧结钕铁硼磁体XB/T 903 烧结钕铁硼磁体表面镀覆层3.术语与定义本标准采用下列定义:3.1 主要磁性能:包括永磁材料的剩磁(Br)、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(HcJ)、磁感应强度矫顽力(矫顽力)(HcB)、最大磁能积((BH)max)3.2 辅助磁性能:包括永磁材料的相对回复磁导率(μrec)、剩磁温度系数(α(Br)),磁极化强度矫顽力温度系数(β(HcJ))。
4.材料分类与牌号4.1 材料分类:烧结钕铁硼磁体按磁极化强度矫顽力大小分为低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力SH、超高矫顽力UH、极高矫顽力EH、甚高矫顽力TH七大类产品。
铁氧体的磁导率铁氧体的磁导率是多少为计算互感器的电感系数,但不知道铁氧体的磁导率…从⼏到3万,范围很宽。
六⾓晶系铁氧体:⼏到⼏⼗。
NiZn(MgZn)铁氧体:⼏⼗到2000,⽬前最⾼4000,磁导率上千的很少见。
MnZn铁氧体:⼏百到30000,5000以上算⾼磁导率。
铁氧体饱合磁化强度也较低(通常只有纯铁的1/3~1/5),因⽽限制了它在要求较⾼磁能密度的低频强电和⼤功率领域的应⽤。
就电特性来说,铁氧体的电阻率⽐⾦属、合⾦磁性材料⼤得多,⽽且还有较⾼的介电性能。
铁氧体的磁性能还表现在⾼频时具有较⾼的磁导率。
因⽽,铁氧体已成为⾼频弱电领域⽤途⼴泛的⾮⾦属磁性材料。
铁氧体饱合磁化强度也较低(通常只有纯铁的1/3~1/5),因⽽限制了它在要求较⾼磁能密度的低频强电和⼤功率领域的应⽤。
就电特性来说,铁氧体的电阻率⽐⾦属、合⾦磁性材料⼤得多,⽽且还有较⾼的介电性能。
铁氧体的磁性能还表现在⾼频时具有较⾼的磁导率。
因⽽,铁氧体已成为⾼频弱电领域⽤途⼴泛的⾮⾦属磁性材料。
测量单位由于历史的原因,在此⼿册中采⽤了CGS制单位,国际制(SI)和CGS制之间的转换可简化于下表2:表2单位转换表在CGS制⾃由空间磁导率的幅值为1且⽆量纲。
在SI制⾃由空间磁导率的幅值为4π×10-7亨/⽶ 3.3、电感对于每⼀个磁芯电感(L)可⽤所列的电感系数(AL)计算: (14) AL:对1000匝的电感系数 mH N:匝数所以:这⾥这⾥L是nH 电感也可由相对磁导率确定,磁芯的有效参数见图 10: (15) Ae:有效磁芯⾯积 cm2 :有效磁路长度 cm µ:相对磁导率(⽆量纲)对于环形功率磁芯,有效⾯积和磁芯截⾯积相同。
根据定义和安培定理,有效磁路长度是线圈的安匝数(NI)和从外径到外径穿过磁芯⾯积的平均磁场强度之⽐。
有效磁路长度可⽤安培定理和平均磁场强度给出的公式计算: (16) O.D. :磁芯外径 I.D. :磁芯内径电感系数是⽤单层密绕线圈测量的。