Rauaskadu

Rauaskadu on energiakulu, mis tekib elektromagnetilises materjalis (nt trafo magnetsüdamikus) ajaliselt muutuva magnetvälja toimel ja eraldub soojusena. Rauaskadu koosneb hüstereesikaost (ümbermagneetimiskaost) ja pöörisvoolukaost.(põhjustatud induktsioonvooludest südamiku materjalis).

Rauaskadu iseloomustatakse rauaskao võimsusega. Hüstereesikao võimsus suureneb koos ümbermagneetimise sagedusega ja pöörisvoolukao võimsus koos südamiku materjali elektrijuhtivusega. Elektrimasina staatori ja rootori magnesüdamikes tekkivat rauaskao suurust on võimalik mõõta tühijooksukatsega.

Hüstereesikadu

Hüstereesikadu põhjustab töö, mis on vajalik magnetdomeenide nihutamiseks magnetmaterjalis. See kadu on võrdeline hüstereesisilmuse pindalaga ja ligikaudu võrdeline koertsitiivjõu $H_C$ ning magnetinduktsiooni $B_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}$ korrutisega:

$p_{\mathrm{h}\mathrm{y}\mathrm{s}\mathrm{t}}\approx k_H\frac{4H_C}{\rho }{B}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}f$,

kus

$k_H$ on kujutegur, väärtuselt lähedane 1-le;

$\rho$ on materjali tihedus;

$f$ on magnetvälja muutumise sagedus.

Eeldusel, et $H_C$ on võrdeline väärtusega $B_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}$, on hüstereesikadu ligikaudu võrdeline induktsiooni $B_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}$ ruuduga.

Kaovõimsuse vähendamiseks koostatakse magnetsüdamik isoleerkihiga kaetud terasplekkidest. Plekkide stantsimisest tingitult materjali mikrostruktuur halveneb. Seda saab arvesse võtta, korrutades hüstereesikadu teguriga $k_{\text{töötlus}}\approx 1,3$ ehk nn töötlusvaruga. Pöörlevate masinate puhul suureneb hüstereesikadu teatud määral, tingituna magnetvälja ebaühtlusest pooluskingade all.

Pöörisvoolukadu

Pöörisvoolukadu on seotud kasutatud magnetmaterjali elektrijuhtivuse ja paksusega:

$p_{pv}=\frac{{\pi }^2\sigma d^2}{6\rho }{B}_{\mathrm{m}\mathrm{a}\mathrm{x}}^2{f}^2$

kus

$\sigma$ on pleki materjali elektrijuhtivus;

$d$ on pleki paksus.

Kõrgetel sagedustel suureneb pöörisvoolukadu võrdeliselt väärtusega $f^{3/2}$. Sageduse vähendamisel pöörisvoolukadu väheneb pidevalt kuni nullisel sagedusel kaob täielikult.

Kuna pöörisvoolukadu on võrdeline pleki paksuse ruuduga, valitakse paksus sõltuvalt töösagedusest nii, et pöörisvoolukadu oleks hüstereesikaost väiksem. Võrgusagedusel 50 Hz on pöörisvoolukadu hüstereesikaoga võrreldes tühine veel ka 0,35 mm paksuse pleki korral.