2507 չժանգոտվող պողպատից կծիկ խողովակի քիմիական բաղադրիչ, Հազվագյուտ երկրային հսկա մագնիսակտոր փոխարկիչի համարժեք ջերմային ցանցի մոդելավորման ուսումնասիրություն

Շնորհակալություն Nature.com այցելելու համար:Դուք օգտագործում եք զննարկչի տարբերակ՝ CSS-ի սահմանափակ աջակցությամբ:Լավագույն փորձի համար խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել թարմացված դիտարկիչ (կամ անջատել Համատեղելիության ռեժիմը Internet Explorer-ում):Բացի այդ, շարունակական աջակցություն ապահովելու համար մենք կայքը ցուցադրում ենք առանց ոճերի և JavaScript-ի:
Սլայդերներ, որոնք ցույց են տալիս երեք հոդված յուրաքանչյուր սլայդում:Օգտագործեք հետևի և հաջորդ կոճակները՝ սլայդների միջով շարժվելու համար, կամ սլայդ կարգավորիչի կոճակները վերջում՝ յուրաքանչյուր սլայդով շարժվելու համար:

• ապրանքի նկարագրությունը
• 2507 Չժանգոտվող պողպատից փաթաթված խողովակ Չինաստանից

Հսկայական մագնիսական նեղացնող փոխարկիչի (GMT) նախագծման համար կարևոր է ջերմաստիճանի բաշխման արագ և ճշգրիտ վերլուծությունը:Ջերմային ցանցի մոդելավորումն ունի ցածր հաշվողական արժեքի և բարձր ճշգրտության առավելությունները և կարող է օգտագործվել GMT ջերմային վերլուծության համար:Այնուամենայնիվ, գոյություն ունեցող ջերմային մոդելները սահմանափակումներ ունեն այս բարդ ջերմային ռեժիմները GMT-ում նկարագրելու հարցում. ուսումնասիրությունների մեծ մասը կենտրոնացած է անշարժ վիճակների վրա, որոնք չեն կարող ֆիքսել ջերմաստիճանի փոփոխությունները.Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ հսկա մագնիսական նեղացնող (GMM) ձողերի ջերմաստիճանի բաշխումը միատեսակ է, բայց ջերմաստիճանի գրադիենտը GMM գավազանով շատ նշանակալի է վատ ջերմահաղորդականության պատճառով, GMM-ի կորուստների ոչ միատեսակ բաշխումը հազվադեպ է ներմուծվում ջերմային: մոդել.Հետևաբար, վերը նշված երեք ասպեկտները համակողմանիորեն դիտարկելով՝ այս փաստաթուղթը սահմանում է GMT Անցումային համարժեք ջերմային ցանցի (TETN) մոդելը:Նախ, երկայնական թրթռումային ՀՄՏ-ի նախագծման և շահագործման սկզբունքի հիման վրա կատարվում է ջերմային վերլուծություն:Այս հիման վրա ջեռուցման տարրի մոդելը ստեղծվում է HMT ջերմափոխանակման գործընթացի համար և հաշվարկվում են համապատասխան մոդելի պարամետրերը:Վերջապես, TETN մոդելի ճշգրտությունը փոխարկիչի ջերմաստիճանի տարածական ժամանակային վերլուծության համար ստուգվում է սիմուլյացիայի և փորձի միջոցով:
Հսկայական մագնիսական նեղացնող նյութը (GMM), այն է՝ terfenol-D-ն, ունի մեծ մագնիսական նեղացման և էներգիայի բարձր խտության առավելություններ:Այս եզակի հատկությունները կարող են օգտագործվել հսկա մագնիսական նեղացնող փոխարկիչներ (GMTs) մշակելու համար, որոնք կարող են օգտագործվել կիրառությունների լայն շրջանակում, ինչպիսիք են ստորջրյա ակուստիկ փոխարկիչները, միկրոշարժիչները, գծային ակտուատորները և այլն: 1,2:
Հատկապես մտահոգիչ է ստորջրյա GMT-ների գերտաքացման պոտենցիալը, որոնք, երբ շահագործվում են ամբողջ հզորությամբ և գրգռման երկար ժամանակով, կարող են զգալի քանակությամբ ջերմություն առաջացնել իրենց բարձր հզորության խտության պատճառով3,4:Բացի այդ, շնորհիվ GMT-ի ջերմային ընդարձակման մեծ գործակցի և արտաքին ջերմաստիճանի նկատմամբ նրա բարձր զգայունության, դրա ելքային կատարումը սերտորեն կապված է ջերմաստիճանի հետ5,6,7,8:Տեխնիկական հրապարակումներում GMT ջերմային վերլուծության մեթոդները կարելի է բաժանել երկու լայն կատեգորիաների9՝ թվային մեթոդներ և միաձուլված պարամետրերի մեթոդներ:Վերջավոր տարրերի մեթոդը (FEM) թվային վերլուծության ամենատարածված մեթոդներից մեկն է:Xie et al.[10] օգտագործեց վերջավոր տարրերի մեթոդը հսկա մագնիսական ճնշող շարժիչի ջերմության աղբյուրների բաշխումը մոդելավորելու համար և իրականացրեց շարժիչի ջերմաստիճանի կառավարման և հովացման համակարգի նախագծումը։Zhao et al.[11] ստեղծեց տուրբուլենտ հոսքի դաշտի և ջերմաստիճանի դաշտի համատեղ վերջավոր տարրերի մոդելավորում և կառուցեց GMM բաղադրիչի ջերմաստիճանի վերահսկման խելացի սարք՝ հիմնվելով վերջավոր տարրերի մոդելավորման արդյունքների վրա։Այնուամենայնիվ, FEM-ը շատ պահանջկոտ է մոդելի տեղադրման և հաշվարկման ժամանակի առումով:Այս պատճառով, FEM-ը համարվում է կարևոր աջակցություն անցանց հաշվարկների համար, սովորաբար փոխարկիչի նախագծման փուլում:
Համակցված պարամետրի մեթոդը, որը սովորաբար կոչվում է ջերմային ցանցի մոդել, լայնորեն կիրառվում է թերմոդինամիկական վերլուծության մեջ՝ շնորհիվ իր պարզ մաթեմատիկական ձևի և հաշվարկման բարձր արագության12,13,14:Այս մոտեցումը կարևոր դեր է խաղում 15, 16, 17 շարժիչների ջերմային սահմանափակումները վերացնելու գործում: Mellor18-ն առաջինն էր, ով օգտագործեց բարելավված ջերմային համարժեք T սխեման շարժիչի ջերմության փոխանցման գործընթացը մոդելավորելու համար:Verez et al.19-ը ստեղծել է առանցքային հոսքով մշտական ​​մագնիս համաժամանակյա մեքենայի ջերմային ցանցի եռաչափ մոդել։Boglietti et al.20-ը առաջարկել է տարբեր բարդության ջերմային ցանցի չորս մոդել՝ ստատորի ոլորուններում կարճաժամկետ ջերմային անցողիկությունները կանխատեսելու համար:Վերջապես, Wang et al.21-ը ստեղծեց մանրամասն ջերմային համարժեք շղթա յուրաքանչյուր PMSM բաղադրիչի համար և ամփոփեց ջերմային դիմադրության հավասարումը:Անվանական պայմաններում սխալը կարող է վերահսկվել 5%-ի սահմաններում:
1990-ականներին ջերմային ցանցի մոդելը սկսեց կիրառվել բարձր հզորության ցածր հաճախականության փոխարկիչների վրա։Dubus et al.22-ը մշակել է ջերմային ցանցի մոդել՝ նկարագրելու համար անշարժ ջերմային փոխանցումը երկկողմանի երկայնական վիբրատորում և IV դասի թեքության սենսորում:Anjanappa-ն և այլոք.23-ը կատարել են մագնիսական նեղացնող միկրոշարժիչի 2D ստացիոնար ջերմային վերլուծություն՝ օգտագործելով ջերմային ցանցի մոդելը:Terfenol-D-ի և GMT պարամետրերի ջերմային լարվածության միջև կապն ուսումնասիրելու համար Zhu et al.24-ը հաստատեց ջերմային դիմադրության և GMT-ի տեղաշարժի հաշվարկման կայուն վիճակի համարժեք մոդել:
GMT ջերմաստիճանի գնահատումն ավելի բարդ է, քան շարժիչի կիրառությունները:Օգտագործված նյութերի գերազանց ջերմային և մագնիսական հաղորդունակության շնորհիվ, նույն ջերմաստիճանում դիտարկվող շարժիչի բաղադրիչների մեծ մասը սովորաբար կրճատվում է մինչև մեկ հանգույց13,19:Այնուամենայնիվ, ՀՄՄ-ների վատ ջերմահաղորդականության պատճառով ջերմաստիճանի միասնական բաշխման ենթադրությունն այլևս ճիշտ չէ:Բացի այդ, HMM-ն ունի շատ ցածր մագնիսական թափանցելիություն, ուստի մագնիսական կորուստների արդյունքում առաջացող ջերմությունը սովորաբար անհավասար է HMM ձողի երկայնքով:Բացի այդ, հետազոտության մեծ մասը կենտրոնացած է կայուն վիճակի սիմուլյացիաների վրա, որոնք չեն հաշվի առնում ջերմաստիճանի փոփոխությունները GMT-ի շահագործման ընթացքում:
Վերոհիշյալ երեք տեխնիկական խնդիրները լուծելու համար այս հոդվածը օգտագործում է GMT երկայնական թրթռումը որպես ուսումնասիրության առարկա և ճշգրիտ մոդելավորում է փոխարկիչի տարբեր մասերը, հատկապես GMM ձողը:Ստեղծվել է ամբողջական անցումային համարժեք ջերմային ցանցի (TETN) GMT մոդել:Վերջավոր տարրերի մոդելը և փորձարարական հարթակը կառուցվել են՝ փորձարկելու TETN մոդելի ճշգրտությունն ու կատարումը փոխարկիչի ջերմաստիճանի տարածական ժամանակային վերլուծության համար:
Երկայնականորեն տատանվող HMF-ի դիզայնը և երկրաչափական չափերը ներկայացված են համապատասխանաբար նկ. 1a և b-ում:
Հիմնական բաղադրիչները ներառում են GMM ձողեր, դաշտային պարույրներ, մշտական ​​մագնիսներ (PM), լծեր, բարձիկներ, թփեր և բելվիլ աղբյուրներ:Գրգռման կծիկը և PMT-ն ապահովում են HMM ձողը համապատասխանաբար փոփոխական մագնիսական դաշտով և DC կողմնակալության մագնիսական դաշտով:Լծն ու կորպուսը՝ կազմված գլխարկից և թեւքից, պատրաստված են DT4 փափուկ երկաթից, որն ունի բարձր մագնիսական թափանցելիություն։GIM և PM գավազանով ձևավորում է փակ մագնիսական միացում:Ելքային ցողունը և ճնշման թիթեղը պատրաստված են ոչ մագնիսական 304 չժանգոտվող պողպատից:Բելվիլ զսպանակներով ցողունի վրա կարող է կիրառվել կայուն նախալարում:Երբ փոփոխական հոսանք անցնում է շարժիչի կծիկի միջով, HMM ձողը համապատասխանաբար կթրթռա:
Նկ.2-ը ցույց է տալիս ջերմափոխանակության գործընթացը GMT-ի ներսում:GMM ձողերը և դաշտային կծիկները GMT-ների համար ջերմության երկու հիմնական աղբյուրներն են:Օձն իր ջերմությունը փոխանցում է մարմնին ներսից օդի կոնվեկցիայով, իսկ կափարիչը՝ հաղորդման միջոցով։HMM ձողը կստեղծի մագնիսական կորուստներ փոփոխական մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ, և ջերմությունը կփոխանցվի կեղևին՝ կոնվեկցիայի շնորհիվ ներքին օդի միջոցով, իսկ մշտական ​​մագնիսին և լծին՝ հաղորդման շնորհիվ:Գործին փոխանցվող ջերմությունն այնուհետև ցրվում է դեպի արտաքին կոնվեկցիայի և ճառագայթման միջոցով:Երբ առաջացած ջերմությունը հավասար է փոխանցված ջերմությանը, GMT-ի յուրաքանչյուր մասի ջերմաստիճանը հասնում է կայուն վիճակի:
Ջերմության փոխանցման գործընթացը երկայնական տատանվող ԳՁՕ-ում. ա – ջերմային հոսքի դիագրամ, բ – ջերմային փոխանցման հիմնական ուղիներ:
Ի հավելումն գրգռիչի կծիկի և HMM ձողի առաջացած ջերմությանը, փակ մագնիսական շղթայի բոլոր բաղադրիչները մագնիսական կորուստներ են ունենում:Այսպիսով, մշտական ​​մագնիսը, լուծը, գլխարկը և թեւը լամինացված են միասին՝ նվազեցնելու GMT-ի մագնիսական կորուստը:
GMT ջերմային վերլուծության համար TETN մոդելի կառուցման հիմնական քայլերը հետևյալն են. սկզբում խմբավորել միևնույն ջերմաստիճանով բաղադրիչները և յուրաքանչյուր բաղադրիչը ներկայացնել որպես առանձին հանգույց ցանցում, այնուհետև կապել այդ հանգույցները համապատասխան ջերմափոխանակման արտահայտության հետ:ջերմային հաղորդակցություն և կոնվեկցիա հանգույցների միջև:Այս դեպքում ջերմության աղբյուրը և յուրաքանչյուր բաղադրիչին համապատասխան ջերմային ելքը զուգահեռ միացված են հանգույցի և երկրի ընդհանուր զրոյական լարման միջև՝ ջերմային ցանցի համարժեք մոդել կառուցելու համար:Հաջորդ քայլը մոդելի յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար ջերմային ցանցի պարամետրերի հաշվարկն է, ներառյալ ջերմային դիմադրությունը, ջերմային հզորությունը և էներգիայի կորուստները:Վերջապես, TETN մոդելը ներդրվել է SPICE-ում մոդելավորման համար:Եվ դուք կարող եք ստանալ GMT-ի յուրաքանչյուր բաղադրիչի ջերմաստիճանի բաշխումը և դրա փոփոխությունը ժամանակի տիրույթում:
Մոդելավորման և հաշվարկի հարմարության համար անհրաժեշտ է պարզեցնել ջերմային մոդելը և անտեսել սահմանային պայմանները, որոնք քիչ ազդեցություն ունեն արդյունքների վրա18,26:Այս հոդվածում առաջարկվող TETN մոդելը հիմնված է հետևյալ ենթադրությունների վրա.
GMT-ում պատահականորեն խոցված ոլորուններով անհնար է կամ անհրաժեշտ է մոդելավորել յուրաքանչյուր առանձին դիրիժորի դիրքը:Նախկինում մշակվել են տարբեր մոդելավորման ռազմավարություններ՝ ոլորունների ներսում ջերմության փոխանցման և ջերմաստիճանի բաշխման մոդելավորման համար.
Կոմպոզիտային ջերմահաղորդականությունը և ուղիղ հավասարումները կարելի է համարել ավելի ճշգրիտ լուծումներ, քան T-ի համարժեք շղթան, բայց դրանք կախված են մի քանի գործոններից, ինչպիսիք են նյութը, հաղորդիչի երկրաչափությունը և ոլորուն մեջ մնացորդային օդի ծավալը, որոնք դժվար է որոշել29:Ընդհակառակը, T-համարժեք ջերմային սխեման, թեև մոտավոր մոդել է, բայց ավելի հարմար է30:Այն կարող է կիրառվել գրգռման կծիկի վրա GMT-ի երկայնական թրթռումներով:
Ընդհանուր խոռոչ գլանաձև հավաքույթը, որն օգտագործվում է գրգռիչի կծիկը և դրա T-համարժեք ջերմային դիագրամը, որը ստացվել է ջերմային հավասարման լուծումից, ներկայացված են նկ.3. Ենթադրվում է, որ ջերմային հոսքը գրգռման կծիկում անկախ է շառավղային և առանցքային ուղղություններով։Շրջանային ջերմային հոսքը անտեսված է:Յուրաքանչյուր համարժեք T շղթայում երկու տերմինալները ներկայացնում են տարրի համապատասխան մակերեսային ջերմաստիճանը, իսկ երրորդ տերմինալը՝ T6-ը ներկայացնում է տարրի միջին ջերմաստիճանը:P6 բաղադրիչի կորուստը մուտքագրվում է որպես կետային աղբյուր «Դաշտային կծիկի ջերմության կորստի հաշվարկում» հաշվարկված միջին ջերմաստիճանի հանգույցում:Ոչ ստացիոնար մոդելավորման դեպքում C6 ջերմային հզորությունը տրվում է հավասարմամբ.(1) ավելացվում է նաև Միջին ջերմաստիճանի հանգույցին:
Այնտեղ, որտեղ cec, ρec և Vec-ը համապատասխանաբար ներկայացնում են գրգռման կծիկի հատուկ ջերմությունը, խտությունը և ծավալը:
Աղյուսակում.1-ը ցույց է տալիս գրգռման կծիկի T-համարժեք ջերմային շղթայի ջերմային դիմադրությունը lec երկարությամբ, ջերմահաղորդականությամբ λec, արտաքին շառավղով rec1 և ներքին շառավղով rec2:
Գրգռիչ պարույրները և դրանց T-համարժեք ջերմային շղթաները. ա) սովորաբար խոռոչ գլանաձև տարրեր, բ) առանձին առանցքային և շառավղային T- համարժեք ջերմային շղթաներ:
Համարժեք T սխեման ճշգրիտ է նաև գլանաձև ջերմության այլ աղբյուրների համար13:Լինելով ԳՁՕ-ի հիմնական ջերմության աղբյուրը՝ HMM ձողը ունի ջերմաստիճանի անհավասար բաշխում՝ շնորհիվ ցածր ջերմային հաղորդունակության, հատկապես ձողի առանցքի երկայնքով:Ընդհակառակը, ճառագայթային անհամասեռությունը կարելի է անտեսել, քանի որ HMM ձողի ճառագայթային ջերմային հոսքը շատ ավելի քիչ է, քան ճառագայթային ջերմային հոսքը31:
Ձողի առանցքային դիսկրետացման մակարդակը ճշգրիտ ներկայացնելու և ամենաբարձր ջերմաստիճանը ստանալու համար GMM ձողը ներկայացված է առանցքի ուղղությամբ միատեսակ տարածված n հանգույցներով, իսկ GMM ձողով մոդելավորված n հանգույցների թիվը պետք է տարօրինակ լինի:Համարժեք առանցքային ջերմային ուրվագծերի թիվը n T նկար 4 է:
GMM բարը մոդելավորելու համար օգտագործվող n հանգույցների քանակը որոշելու համար FEM արդյունքները ցույց են տրված նկ.5 որպես հղում:Ինչպես ցույց է տրված նկ.4, n հանգույցների թիվը կարգավորվում է HMM ձողի ջերմային սխեմայով:Յուրաքանչյուր հանգույց կարող է մոդելավորվել որպես T-համարժեք միացում:Նկար 5-ից FEM-ի արդյունքների համեմատությունը ցույց է տալիս, որ մեկ կամ երեք հանգույցները չեն կարող ճշգրիտ արտացոլել HIM ձողի (մոտ 50 մմ երկարությամբ) ջերմաստիճանի բաշխումը ԳՁՕ-ում:Երբ n-ը հասցվում է 5-ի, մոդելավորման արդյունքները զգալիորեն բարելավվում են և մոտենում FEM-ին:n-ի հետագա ավելացումը նաև ավելի լավ արդյունքներ է տալիս ավելի երկար հաշվողական ժամանակի գնով:Հետևաբար, այս հոդվածում GMM բարի մոդելավորման համար ընտրված են 5 հանգույց:
Կատարված համեմատական ​​վերլուծության հիման վրա HMM ձողի ճշգրիտ ջերմային սխեման ներկայացված է Նկար 6-ում: T1 ~ T5 փայտի հինգ հատվածների միջին ջերմաստիճանն է (հատված 1 ~ 5):P1-P5-ը համապատասխանաբար ներկայացնում է ձողի տարբեր հատվածների ընդհանուր ջերմային հզորությունը, որը մանրամասն կքննարկվի հաջորդ գլխում:C1~C5 տարբեր շրջանների ջերմային հզորություններն են, որոնք կարելի է հաշվարկել հետևյալ բանաձևով
որտեղ crod, ρrod և Vrod-ը նշանակում են HMM ձողի հատուկ ջերմային հզորությունը, խտությունը և ծավալը:
Օգտագործելով նույն մեթոդը, ինչ գրգռիչի կծիկի դեպքում, Նկար 6-ում HMM ձողի ջերմության փոխանցման դիմադրությունը կարող է հաշվարկվել որպես.
որտեղ lrod-ը, rod-ը և λrod-ը համապատասխանաբար ներկայացնում են GMM ձողի երկարությունը, շառավիղը և ջերմային հաղորդունակությունը:
Այս հոդվածում ուսումնասիրված GMT երկայնական թրթռման համար մնացած բաղադրիչները և ներքին օդը կարող են մոդելավորվել մեկ հանգույցի կազմաձևով:
Այս տարածքները կարելի է համարել որպես մեկ կամ մի քանի բալոններից բաղկացած:Մաքուր ջերմափոխանակման միացումը գլանաձև մասում սահմանվում է Ֆուրիեի ջերմահաղորդման օրենքով՝
Այնտեղ, որտեղ λnhs-ը նյութի ջերմային հաղորդունակությունն է, lnhs-ը առանցքի երկարությունն է, rnhs1 և rnhs2 ջերմային փոխանցման տարրի արտաքին և ներքին շառավիղները համապատասխանաբար:
Բանաձևը (5) օգտագործվում է այս տարածքների ճառագայթային ջերմային դիմադրությունը հաշվարկելու համար, որը ներկայացված է RR4-RR12-ով Նկար 7-ում: 7.
Մեկ հանգույցի ջերմային շղթայի ջերմային հզորությունը վերը նշված տարածքի համար (ներառյալ C7–C15-ը Նկար 7-ում) կարող է որոշվել որպես.
որտեղ ρnhs, cnhs և Vnhs են համապատասխանաբար երկարությունը, հատուկ ջերմությունը և ծավալը:
Կոնվեկտիվ ջերմային փոխանցումը GMT-ի ներսում օդի և պատյանի և շրջակա միջավայրի մակերևույթի միջև մոդելավորվում է մեկ ջերմահաղորդման ռեզիստորով հետևյալ կերպ.
որտեղ A-ն շփման մակերեսն է, իսկ h-ը՝ ջերմային փոխանցման գործակիցը:Աղյուսակ 232-ում թվարկված են ջերմային համակարգերում օգտագործվող որոշ բնորոշ h:Աղյուսակի համաձայն.RH8–RH10 և RH14–RH18 ջերմային դիմադրության 2 ջերմային հաղորդման գործակիցներ, որոնք ներկայացնում են HMF-ի և շրջակա միջավայրի միջև կոնվեկցիան նկ.7-ն ընդունվում է որպես 25 Վտ/(մ2 Կ) հաստատուն արժեք:Մնացած ջերմության փոխանցման գործակիցները սահմանվում են հավասար 10 Վտ/(մ2 Կ):
Համաձայն Նկար 2-ում ցուցադրված ջերմության փոխանցման ներքին գործընթացի, TETN փոխարկիչի ամբողջական մոդելը ներկայացված է Նկար 7-ում:
Ինչպես ցույց է տրված նկ.7, GMT երկայնական թրթռումը բաժանված է 16 հանգույցների, որոնք ներկայացված են կարմիր կետերով:Մոդելում պատկերված ջերմաստիճանի հանգույցները համապատասխանում են համապատասխան բաղադրիչների միջին ջերմաստիճաններին:Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը T0, GMM ձողի ջերմաստիճանը T1~T5, գրգռիչի կծիկի ջերմաստիճանը T6, մշտական ​​մագնիսի ջերմաստիճանը T7 և T8, լծի ջերմաստիճանը T9~T10, գործի ջերմաստիճանը T11~T12 և T14, ներքին օդի ջերմաստիճանը T13 և ելքային գավազանի ջերմաստիճանը T15:Բացի այդ, յուրաքանչյուր հանգույց միացված է գետնի ջերմային ներուժին C1 ~ C15-ի միջոցով, որոնք համապատասխանաբար ներկայացնում են յուրաքանչյուր տարածքի ջերմային հզորությունը:P1~P6-ը համապատասխանաբար GMM ձողի և գրգռիչի կծիկի ընդհանուր ջերմային թողարկումն է:Բացի այդ, 54 ջերմային դիմադրություն են օգտագործվում հարակից հանգույցների միջև ջերմության փոխանցման հաղորդիչ և կոնվեկտիվ դիմադրությունը ներկայացնելու համար, որոնք հաշվարկվել են նախորդ բաժիններում:Աղյուսակ 3-ում ներկայացված են փոխարկիչի նյութերի տարբեր ջերմային բնութագրերը:
Կորուստների ծավալների և դրանց բաշխման ճշգրիտ գնահատումը չափազանց կարևոր է հուսալի ջերմային սիմուլյացիաներ իրականացնելու համար:GMT-ի կողմից առաջացած ջերմության կորուստը կարելի է բաժանել GMM ձողի մագնիսական կորստի, գրգռիչի կծիկի Ջոուլի կորստի, մեխանիկական կորստի և լրացուցիչ կորստի:Հաշվի առնված լրացուցիչ և մեխանիկական կորուստները համեմատաբար փոքր են և կարող են անտեսվել:
AC գրգռման կծիկի դիմադրությունը ներառում է.
որտեղ f և N են գրգռման հոսանքի պտույտների հաճախականությունն ու քանակը:lCu-ն և rCu-ն կծիկի ներքին և արտաքին շառավիղներն են, կծիկի երկարությունը և պղնձե մագնիսական հաղորդալարի շառավիղը, ինչպես սահմանված է նրա AWG (Ամերիկյան մետաղալարերի չափիչ) թվով:ρCu-ն նրա միջուկի դիմադրողականությունն է:μCu-ն իր միջուկի մագնիսական թափանցելիությունն է:
Փաստացի մագնիսական դաշտը դաշտի կծիկի ներսում (սոլենոիդ) ձողի երկարությամբ միատեսակ չէ:Այս տարբերությունը հատկապես նկատելի է HMM և PM ձողերի ավելի ցածր մագնիսական թափանցելիության պատճառով:Բայց դա երկայնական սիմետրիկ է։Մագնիսական դաշտի բաշխումն ուղղակիորեն որոշում է HMM ձողի մագնիսական կորուստների բաշխումը։Հետևաբար, կորուստների իրական բաշխումն արտացոլելու համար չափման համար վերցված է երեք հատվածի ձող, որը ներկայացված է Նկար 8-ում:
Մագնիսական կորուստը կարելի է ստանալ՝ չափելով դինամիկ հիստերեզի հանգույցը:Նկար 11-ում ցուցադրված փորձարարական հարթակի հիման վրա չափվել են երեք դինամիկ հիստերեզի հանգույցներ:Պայմանով, որ GMM ձողի ջերմաստիճանը կայուն է 50°C-ից ցածր, ծրագրավորվող AC սնուցման աղբյուրը (Chroma 61512) դաշտի կծիկը մղում է որոշակի միջակայքում, ինչպես ցույց է տրված Նկար 8-ում, մագնիսական դաշտի հաճախականությունը, որն առաջանում է մագնիսական դաշտի կողմից: փորձարկման հոսանքը և արդյունքում առաջացող մագնիսական հոսքի խտությունը հաշվարկվում են GIM գավազանին միացված ինդուկցիոն կծիկի մեջ առաջացած լարման ինտեգրմամբ:Հում տվյալները ներբեռնվել են հիշողության լոգերից (MR8875-30 օրական) և մշակվել MATLAB ծրագրաշարում՝ ստանալու համար 9-ում ցուցադրված դինամիկ հիստերեզի չափված օղակները:
Չափված դինամիկ հիստերեզի օղակներ՝ ա) հատված 1/5՝ Bm = 0,044735 T, (բ) հատված 1/5՝ fm = 1000 Հց, (գ) հատված 2/4՝ Bm = 0,05955 T, (դ) հատված 2/ 4՝ fm = 1000 Հց, (ե) բաժին 3՝ Bm = 0,07228 Տ, (զ) բաժին 3՝ fm = 1000 Հց:
Համաձայն գրականության 37-ի, Pv-ի ընդհանուր մագնիսական կորուստը HMM ձողերի միավորի ծավալով կարելի է հաշվարկել հետևյալ բանաձևով.
որտեղ ABH-ը BH կորի վրա չափման տարածքն է մագնիսական դաշտի հաճախականությամբ fm, որը հավասար է գրգռման հոսանքի հաճախականությանը f:
Հիմնվելով Բերտոտտիի կորստի բաժանման մեթոդի վրա38, GMM ձողի Pm զանգվածի մեկ միավորի մագնիսական կորուստը կարող է արտահայտվել որպես Ph հիստերեզի կորստի, պտտվող հոսանքի կորստի Pe և անոմալ Pa կորստի գումարը (13):
Ինժեներական տեսանկյունից38, անոմալ կորուստները և պտտվող հոսանքի կորուստները կարող են համակցվել մեկ տերմինի մեջ, որը կոչվում է ընդհանուր պտտվող հոսանքի կորուստ:Այսպիսով, կորուստների հաշվարկման բանաձևը կարող է պարզեցվել հետևյալ կերպ.
հավասարման մեջ։(13)~(14) որտեղ Bm-ը հուզիչ մագնիսական դաշտի մագնիսական խտության ամպլիտուդն է:kh-ը և kc-ն հիստերեզի կորստի գործակիցն են և ընդհանուր պտտվող հոսանքի կորստի գործակիցը: