Nowe technologie wytwarzania elementów maszyn i urządzeń elektrycznych stwarzają nowe możliwości ich konstruktorom. Jedną z technologii, która pozwala na duże zmiany w konstruowaniu maszyn elektrycznych jest metalurgia proszków. Rozwój metalurgii proszków, nowe materiały proszkowe oraz nowe metody wytwarzania elementów metodą metalurgii proszków dają nowe narzędzia konstruktorom maszyn elektrycznych z obwodami magnetycznymi. Jak wiadomo obwód magnetyczny maszyny elektrycznej może zawierać elementy magnetycznie miękkie lub magnetycznie miękkie i twarde. W dotychczas produkowanych maszynach elektrycznych magnetycznie miękkie części obwodu magnetycznego są wytwarzane głównie z blach elektrotechnicznych. Blachy elektrotechniczne charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami magnetycznymi, ale ich wadą jest stosunkowo wysoka cena. Związana jest ona z wysoką ceną wykrawania kształtek przeznaczonych na magnetowód, ich pakietowaniem, a także z kosztem wytwarzania wykrojnika, który umożliwia wycinanie kształtek. Ostatnio kształtki wycina się też metodą cięcia laserem. Ta technologia wytwarzania kształtek jest bardzo droga i stosowana głównie do wytwarzania niewielkich serii. Jako magnetycznie twarde części obwodu magnetycznego powszechnie są stosowane spiekane magnesy z ferrytu baru lub ferrytu strontu. Zaletą tych magnesów jest niska cena, ale ich właściwości magnetyczne też są małe. W maszynach elektrycznych, gdzie są wymagane magnesy o bardzo dobrych właściwościach magnetycznych są stosowane magnesy z grupy Sm-Co lub Nd-Fe-B. Jednak ze względu na wysoką cenę pierwiastków ziem rzadkich i kobaltu są drogie. Metalurgia proszków umożliwia konstruowanie nowej generacji maszyn elektrycznych o nowych strukturach obwodów magnetycznych. Technologią, która stwarza takie możliwości jest jedna z metod metalurgii proszków - metoda spajania proszku tworzywem [1]. Może być ona stosowana do wytwarzania elementów magnetycznie twardych i eleme[...]

  Materiały magnetycznie miękkie w postaci proszków są coraz chętniej stosowane w przemyśle urządzeń elektrycznych. Najważniejszą grupą urządzeń wykorzystującą materiały proszkowe są maszyny elektryczne. W wielu zastosowaniach z powodzeniem udaje się zastępować magnetowody wykonane z blach elektrotechnicznych obwodami wykonanymi z proszków [1, 2]. Materiały proszkowe mogą być także wykorzystywane jako rdzenie elementów pasywnych do układów elektronicznych oraz energoelektronicznych. Mogą być one również stosowane w dławikach ograniczających pobór prądu lub filtrach stosowanych do ograniczania szkodliwych harmonicznych prądów i napięć. Podczas pracy urządzenia techniczne mogą być narażone na działanie wysokiej temperatury. W wielu przypadkach urządzenia z proszkowymi obwodami magnetycznymi pracują w temperaturach wyższych od temperatury otoczenia. Często też wzrost temperatury pracy związany jest z nagrzewaniem się innych elementów maszyny, takich jak np. uzwojenia maszyny elektrycznej. Tempreratura pracy obwodu magnetycznego wpływa na jego parametry, związane jest to ze zmianą właściwości fizycznych jego elementów wraz ze zmianą temperatury otoczenia. Powoduje to zmianę parametrów eksploatacyjnych urządzenia. Niezawodność urządzeń technicznych staje się bardzo ważnym zagadnieniem, w związku z tym projektanci urządzeń, które zawierają w swojej strukturze obwody magnetyczne, powinni uwzględniać zmiany właściwości fizycznych materiałów już na etapie projektowania. W poprzednio prowadzonych badaniach określono zmianę magnetycznych i mechanicznych właściwości dielektromagnetyków w zakresie od -40°C do 100°C [3, 4]. Wraz z rozszerzeniem się zakresu zastosowań dielektromagnetyków konieczne stało się poznanie ich właściwości magnetycznych w temperaturach wyższych od 100°C. Określenie zmian właściwości dielektromagnetyków w zakresie od temperatury pokojowej do 190°C było celem badań. Technologia wykonania próbek i badania Magnetyczni[...]

  Generally, a certain group of rotary linear actuators contains bipolar magnets whose magnetic poles are arranged in a chessboard pattern. Each magnet is magnetized and positioned on the mover in such a way that the expected distribution of magnetic poles can be obtained. Magnets are magnetized before assembly, so positioning them is not easy. Therefore, the use of one larger ring - shaped magnet with a magnetic multi-pole distribution of magnetic poles is desired for rotary linear actuators. The most important advantage is the possibility to obtain complex distribution of magnetic poles in one magnetization process. One multi - pole permanent magnet can replace several bipolar magnets. It allows us to save device manufacturing time and make the process much more cost effective. In such a case the distribution of poles is more accurate and there are no air gaps. Smaller number of magnets within the motors means [...]

Hybrydowe elementy są jednym z nowych rozwiązań jakie oferuje metalurgia proszków. Elementy hybrydowe składają się przynajmniej z dwóch obszarów wykonanych z materiałów o innych właściwościach magnetycznych, wykonanych w jednym procesie technologicznym. Takie elementy pozwolą na redukcje kosztów i czasu produkcji silników elektrycznych. Zagadnieniem poruszanym w referacie jest badanie właściwości magnetycznych magnesów hybrydowych złożonych z warstwy magnetycznie twardej proszku Nd-Fe-B oraz warstwy kompozytu żelaza. Badania właściwości magnetycznych kompozytowych elementów hybrydowych Abstract. Hybrid elements are one of the new solutions offered by powder metallurgy. Elements consisting of powders with different magnetic properties make the question of how measure the magnetic properties of hybrid elements composed of layers of material magnetically hard and magnetically soft and dielectromagnets made from a mixture of these same powders. Hybrid elements were made of magnetically hard Nd-Fe-B melt-spun ribbon powder and soft magnetic iron powder. Słowa kluczowe: metalurgia proszków, dielektromagnetyki, elementy hybrydowe, magnesy wiązane. Keywords: powder metallurgy, smc, hybrid elements, bonded magnets. Introduction Magnetic parameters of hard and soft magnetic materials are measured by separate methods; depending on the type of material different measuring systems are used. Hard magnetic materials can be measured by induction method; the changes in magnetic flux are measured during demagnetization[...]

  Obszar zastosowań maszyn elektrycznych ciągle się rozszerza. Nowym obszarem, którym zainteresowany jest rynek elektrotechniczny, są maszyny elektryczne pracujące w temperaturach ujemnych, a nawet w temperaturach ciekłego azotu lub ciekłego helu. Właściwości fizyczne materiałów, w tym materiałów magnetycznych, zmieniają się wraz ze zmianą temperatury otoczenia. W związku z tym zmieniają się też parametry eksploatacyjne maszyn elektrycznych. Zainteresowanie rynku wytwarzaniem maszyn elektrycznych do pracy w temperaturze ciekłego azotu spowodowało konieczność prowadzenia takich badań. Badania właściwości fizycznych materiałów magnetycznych w temperaturach ciekłego azotu, stworzą bazę wiedzy dla projektantów maszyn elektrycznych przeznaczonych do pracy w niskich temperaturach [1, 4]. Jednym z podstawowych parametrów materiałów konstrukcyjnych jest ich rezystywność. Rezystywność jest wielkością zależną od temperatury. Opór właściwy metali przy spadku temperatury maleje, w różnym stopniu dla różnych metali. Wartość oporu właściwego metali w bardzo niskich temperaturach zależy w dużym stopniu od jego czystości [2]. Rezystywność dielektromagnetyków ma wpływ na wielkość strat wiroprądowych, czyli pośrednio na sumę strat w obwodzie magnetycznym. Straty wiroprądowe wydzielające się w postaci ciepła w ferromagnetykach, określa zależność: (1) gdzie: kw - współczynnik geometryczny; f - częstotliwość [Hz]; Bmax - maksymalna indukcji magnetyczna [T], ρ - rezystywność [Ωm] [4]. Materiałami magnetycznie miękkimi, stosowanymi jako obwody magnetyczne maszyn elektrycznych, są coraz częściej kompozyty proszkowe. Wytwarza się je metodą spajania proszków żelaza tworzywem. Materiały kompozytowe na bazie żelaza składają się z ziaren żelaza i cienkiej warstwy izolacyjnej na ich powierzchni. Stosuje się dwie podstawowe grupy środków izolująco- w[...]

  Podczas projektowania maszyn elektrycznych niezbędna jest wiedza na temat właściwości fizycznych materiałów wykorzystywanych do ich budowy. Przewodność cieplna jest jednym z najważniejszych parametrów określającym właściwości cieplne materiałów. Wartość przewodności cieplnej materiałów wykorzystanych do budowy stojana oraz wirnika ma decydujący wpływ na charakterystykę nagrzewania maszyny elektrycznej. Zbyt mała wartość przewodności cieplnej prowadzi do złego odprowadzania ciepła z maszyny, a tym samym może ograniczyć jej właściwości użytkowe. Przewodność cieplna części magnetycznie twardej i magnetycznie miękkiej obwodu magnetycznego jest więc bardzo ważną informacją podczas projektowania maszyny elektrycznej. Szczególnie ma to znaczenie w maszynach elektrycznych z magnesami trwałymi na wirniku o rozruchu własnym, które wyposażone są w dodatkową klatkę rozruchową. Podczas rozruchu takich silników w klatce płyną prądy o znacznych wartościach, które stanowią dodatkowe źródło ciepła. Przewodność cieplna magnesów trwałych jest, w omawianym przypadku czynnikiem decydującym o temperaturze w obszarze szczeliny powietrznej [4]. Wykonano pomiary przewodności cieplnej kompozytowych materiałów magnetycznych. Badania obejmowały pomiary przewodności cieplnej magnetycznie miękkich kompozytów na bazie żelaza oraz spajanych magnesów trwałych wykonanych ze stopu Nd-Fe-B. W badaniach określono, ponadto, wpływ ciśnienia prasowania na wartość przewodności cieplnej magnesów trwałych. Wyniki pomiarów przewodności cieplnej proszkowych kompozytów magnetycznych u[...]

  Materiały magnetyczne stosowane w elektrotechnice dzielą się na materiały magnetycznie miękkie przeznaczone na obwody magnetyczne, materiały magnetycznie twarde przeznaczone na magnesy trwałe oraz materiały półtwarde stosowane, jako materiały, które trwale są namagnesowane, lecz stosunkowo łatwo ulegają rozmagnesowaniu czy przemagnesowaniu. Materiały magnetycznie twarde lub magnetycznie miękkie są wykonywane m.in. jako kompozyty, czyli materiały składające się, co najmniej z dwóch składników tzw. faz. W kompozytach magnetycznych najczęściej jeden składnik pełni rolę lepiszcza, natomiast drugi nadaje mu właściwości magnetyczne. W przypadku kompozytowych materiałów magnetycznie miękkich jednym składnikiem jest proszek magnetycznie miękki najczęściej proszek żelaza, natomiast spoiwem są spoiwa organiczne takie jak żywice i kleje epoksydowe lub nieorganiczne takie jak np. szkło fosforanowe. Spoiwa stosowane do klejenia proszku magnetycznego są izolatorami elektrycznymi, co umożliwia stosowanie kompozytów magnetycznych w obecności zmiennych pól magnetycznych z uwagi na małe straty z prądów wirowych oraz brak wypierania strumienia magnetycznego z magnetowodu. Magnetycznie miękkie kompozyty są ciekawą alternatywą dla klasycznych materiałów magnetycznych takich jak np. blachy elektrotechniczne, do zastosowania w obwodach magnetycznych pracujących przy zmiennym strumieniu magnetycznym. Dotychczasowe badania pokazały, że stosowanie kompozytów magnetycznych wykonanych ze sprasowanego pod dużym ciśnieniem proszku żelaza pozwala obniżyć straty mocy w porównaniu do obwodów magnetycznych wykonanych z blach elektrotechnicznych. Kompozyty magnetycznie miękkie pracujące powyżej częstotliwości 400 Hz wykazują straty mocy mniejsze niż obwody magnetyczne wykonane z blach elektrotechnicznych. Obecnie jako rdzenie na dławiki i transformatory w zakresie częstotliwości od kilkudziesięciu kHz do kilku MHz powszechnie stosowane są tzw. rdzenie proszk[...]

The paper considers the effects of excitation conditions (maximum induction, frequency) and annealing temperature on power loss dissipated in cores made of commercially available soft magnetic composites. The study has confirmed that the choice of annealing temperature has a significant impact on the magnetic properties of ready-made cores. It has been found that Somaloy 500 cores annealed at 450° C feature the lowest loss density in a wide range of excitation frequencies. The dependencies: total power loss versus frequency have been described using four alternative descriptions. The results indicate that the considered dependencies are equivalent and may be approximately described with a two-term formula of the form: Ptotal = Whyst f + a f2. Streszczenie. W pracy przedstawiono wpływ parametrów wymuszenia (maksymalna indukcja, częstotliwość) oraz temperatury wyżarzania na straty mocy rozpraszane w rdzeniach z komercyjnie dostępnych kompozytów magnetycznych SMC. Stwierdzono, że wybór temperatury wyżarzania ma istotny wpływ na właściwości magnetyczne gotowych rdzeni. Zaobserwowano, że rdzenie z materiału proszkowego Somaloy 500 wyżarzone w temperaturze 450° C wykazują najniższe straty w szerokim zakresie częstotliwości magnesowania. Zależność strat całkowitych od częstotliwości opisano za pomocą czterech alternatywnych formuł. Wyniki badań wskazują na fakt, że rozważane zależności mogą być potraktowane jako równoważne i opisane za pomocą formuły dwuskładnikowej w postaci Ptotal = Whyst f + a f2. Wpływ parametrów wymuszenia oraz temperatury wyżarzania na straty mocy rozpraszane w rdzeniach z kompozytów magnetycznych SMC . Keywords: Soft Magnetic Composites, magnetic properties, power losses, annealing temperature Słowa kluczowe: Kompozyty magnetycznie miękkie, właściwości magnetyczne, stratność, temperatura wyżarzania Introduction Soft Magnetic Composites (SMCs) have recently gained an increased interest of scientific and engineering comm[...]

The measurements of impulse magnetic fields using different methods were investigated. The main goal was the comparison of methods for measuring a strong magnetic fields. Method based on a Hall sensor was compared with the method using the measuring coil. In addition, the comparison of analog and numerical integration of the back electromotive force e(t) is presented. The paper shows waveforms of magnetic flux density and current recorded under investigation. The paper presents measurements of the magnetic induction up to 3 T. The main goal of investigations is development of precise methods and cheap devices for measurements of strong impulse magnetic fields. Streszczenie. W pracy przedstawiono pomiary impulsowych pól magnetycznych z wykorzystaniem różnych metod. Celem pracy było ich porównanie. Metoda bazująca na pomiarze za pomocą czujnika Halla została porównana z metodami bazującymi na pomiarze napięcia indukowanego w cewce pomiarowej. Dodatkowo, w pracy przedstawiano porównanie dwóch metod całkowania analogowego i cyfrowego siły elektromotorycznej e(t). W pracy przedstawiono przebiegi indukcji magnetycznej i prądu zarejestrowane w czasie badań. Pomiary indukcji magnetycznej prowadzono w zakresie do 3 T. Głównym celem badań jest opracowanie dokładnych metod i tanich urządzeń do pomiaru impulsowych pól magnetycznych. (Pomiary impulsowych pól magnetycznych). Keywords: measurements of a impulse magnetic field, a Hall sensor, a back electromotive force Słowa kluczowe: pomiary pól impulsowych, czujnik Halla, siła elektromotoryczna Introduction High magnetic fields are applied in science, engineering and technology. Strong magnetic fields are used mainly for materials research and recently also for military applications. High magnetic fields are used e.g. in research of magnetization of crystals of materials [1,2], behavior of metallic melt under pulsed magnetic field [3], the thermodynamic prope[...]

This work presents results of measurements magnetic properties for permanent magnets in magnetic circuit with different value of air gap. Measurements were conducted at room temperature. Results of the measurements were compared with template data defined according to the inductive method using the histeresisgraph produced by the Italian company Laboratorio Elettrofisico. Streszczenie. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów właściwości magnetycznych magnesów trwałych. Pomiary zostały przeprowadzone w temperaturze pokojowej z wykorzystaniem hallotronowych czujników indukcji magnetycznej. Zmieniano wartość szczeliny powietrznej obwodu magnetycznego: 1,62; 2,35; 3,08; 25,6 mm. Wyniki pomiarów porównano z wartościami wzorcowymi otrzymanymi w wyniku pomiarów metodą indukcyjną za pomocą histerezografu włoskiej firmy Laboratorio Elettrofisico. (Badania właściwości magnetycznych magnesów w obwodach ze szczeliną) Słowa kluczowe: magnesy trwałe, dielektromagnesy, właściwości magnetyczne, histerezograf. Keywords: permanent magnets, dielectromagnets, magnetic properties, histeresisgraph. Introduction Magnetic properties of the permanent magnets are determined by measuring the magnetic field intensity and magnetic induction inside the sample placed in the external region of the homogeneous demagnetization field. One of the methods allowing to designate the magnetic properties of the permanent magnets is the inductive method. This method relies on the measurement of magnetic flux in a sample placed between the poles of an electromagnet. The fact that there is no air gap in the magnetic circuit makes the magnetic field distribution in the sample homogeneous; the magnetic flux intensity inside the sample is the same as the intensity of the external magnetic field. In the inductive method, the measurement of the magnetic flux inside the sample is made with the use of a coil covering the measured sample. Due to the changes of the value of the mag[...]