變壓器之磁芯基本分析
- 點擊次數： 6128
- 發布時間： 2021年01月05日
磁(ci)(ci)(ci)芯多數資(zi)料是(shi)(shi)(shi)磁(ci)(ci)(ci)通的(de)不良導體，它們的(de)磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)都(dou)很低(di)，非(fei)導磁(ci)(ci)(ci)資(zi)料，如(ru)空氣、銅和紙等，具(ju)有相同數量級的(de)磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)。而有些資(zi)料，如(ru)鐵、鎳(nie)、鈷和它們的(de)合金具(ju)有高(gao)的(de)磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)。為了(le)使空心線圈的(de)磁(ci)(ci)(ci)性得到改(gai)善(shan)，需要引進(jin)一個磁(ci)(ci)(ci)芯，如(ru)圖Fig1.2所示。引進(jin)磁(ci)(ci)(ci)芯的(de)好處是(shi)(shi)(shi)除了(le)其磁(ci)(ci)(ci)導率(lv)高(gao)以外，是(shi)(shi)(shi)其磁(ci)(ci)(ci)路長度（MPL-magnetic
磁芯
多(duo)數資(zi)料是磁(ci)通的(de)不良導(dao)體，它們的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)都很低，非(fei)導(dao)磁(ci)資(zi)料，如(ru)(ru)空氣、銅和(he)紙(zhi)等，具有(you)相同數量級的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)。而有(you)些資(zi)料，如(ru)(ru)鐵、鎳、鈷和(he)它們的(de)合金具有(you)高的(de)磁(ci)導(dao)率(lv)。
為了(le)使空心線圈的磁性得到改(gai)善(shan)，需要引進一個(ge)磁芯，如圖Fig 1.2所示。引進磁芯的好處是除(chu)了(le)其磁導率高以(yi)外，是其磁路長度（MPL-magnetic path length）清晰了(le)。除(chu)了(le)最靠近線圈的當(dang)地，磁通基(ji)本(ben)上(shang)被限制在磁芯中。
磁(ci)(ci)芯被鼓勵進入飽(bao)滿后，線(xian)圈又有一部(bu)分(fen)恢復到空心狀況之前，磁(ci)(ci)性資料(liao)中可以發生多少磁(ci)(ci)通是有一個界(jie)線(xian)點(dian)的。
磁(ci)動勢、磁(ci)場強(qiang)度和磁(ci)阻
磁(ci)動勢mmf與磁(ci)場強度H是(shi)(shi)磁(ci)學中的兩個重要(yao)概念，它(ta)們有因果聯系：mmf= NI，N是(shi)(shi)線圈的匝數，I是(shi)(shi)電流。
磁場強度H，即界(jie)說為每(mei)單位(wei)長度的磁動勢：H= mmf/MPL
磁(ci)通密度B，界說為每單位(wei)面(mian)積的(de)磁(ci)力線根數：B = φ/Ae
由磁(ci)(ci)動勢(shi)mmf在給定(ding)的(de)資(zi)料中發(fa)生的(de)磁(ci)(ci)通(tong)取決于(yu)資(zi)料對磁(ci)(ci)通(tong)的(de)阻(zu)力(li)。這個阻(zu)力(li)就叫做(zuo)磁(ci)(ci)阻(zu)Rm
磁動勢mmf、磁通(tong)和磁阻(zu)的聯系(xi)與電動勢emf，電流和電阻(zu)的聯系(xi)相相似。
氣隙
在(zai)(zai)磁(ci)路(lu)長度(du)MPL和磁(ci)芯橫截面積Ae給定的(de)情況(kuang)下，高(gao)磁(ci)導率資(zi)料(liao)構成的(de)磁(ci)芯具有低的(de)磁(ci)阻。假如在(zai)(zai)磁(ci)路(lu)中包(bao)含空(kong)氣(qi)隙(xi)，它(ta)的(de)磁(ci)阻與由像鐵那樣低磁(ci)阻率資(zi)料(liao)構成的(de)磁(ci)芯磁(ci)阻就不相同了(le)，這個路(lu)徑的(de)磁(ci)阻幾乎將悉(xi)數在(zai)(zai)空(kong)氣(qi)隙(xi)中，因(yin)為空(kong)氣(qi)隙(xi)的(de)磁(ci)阻率比(bi)磁(ci)性(xing)資(zi)料(liao)的(de)磁(ci)阻率大得多(duo)。在(zai)(zai)實際使用(yong)場合，也是通(tong)過控制氣(qi)隙(xi)的(de)巨(ju)細來(lai)控制磁(ci)阻的(de)。
等效磁導率
氣(qi)隙磁(ci)阻(zu)為Rg，氣(qi)隙長度為lg，磁(ci)芯總磁(ci)阻(zu)為Rmt.
邊際磁通
氣(qi)(qi)隙周(zhou)圍不僅存在著漏磁(ci)(ci)通(tong)，還存在著邊際(ji)磁(ci)(ci)通(tong)。邊際(ji)磁(ci)(ci)通(tong)是氣(qi)(qi)隙尺(chi)度(du)，磁(ci)(ci)極表面的形狀、尺(chi)度(du)和位置的函(han)數(shu)。它的影響效果(guo)等(deng)效于縮短了氣(qi)(qi)隙長度(du)，使磁(ci)(ci)路的總磁(ci)(ci)阻(zu)減小。
氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)周圍的(de)(de)區域對金(jin)屬物體(ti)（如(ru)托架和箍緊(jin)資(zi)(zi)料等(deng)）是(shi)很靈敏的(de)(de)。靈敏程度取決于磁(ci)(ci)(ci)動(dong)勢(shi)的(de)(de)巨(ju)細(xi)、氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)尺度和工作(zuo)頻率。假如(ru)金(jin)屬、托架或(huo)(huo)箍緊(jin)資(zi)(zi)料是(shi)被用來固定磁(ci)(ci)(ci)芯(xin)并從氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)旁通過，可發(fa)生兩(liang)種情況(kuang)：1 假如(ru)靠在氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)上或(huo)(huo)緊(jin)靠氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)的(de)(de)是(shi)鐵磁(ci)(ci)(ci)資(zi)(zi)料，則(ze)會使(shi)磁(ci)(ci)(ci)場導通，這(zhe)被稱為“氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)短路”。短路氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)的(de)(de)作(zuo)用與削減氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)尺度是(shi)相同的(de)(de)，因(yin)此，發(fa)生出比規劃要高(gao)的(de)(de)電感(gan)(gan)(gan)并可使(shi)磁(ci)(ci)(ci)芯(xin)被驅動(dong)進入(ru)飽滿(man)(man)；2 假如(ru)資(zi)(zi)料是(shi)金(jin)屬，但不是(shi)鐵磁(ci)(ci)(ci)性(xing)的(de)(de)，如(ru)銅等(deng)，它(ta)將(jiang)不使(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)隙(xi)短路或(huo)(huo)許改變電感(gan)(gan)(gan)。在這(zhe)兩(liang)種情況(kuang)下(xia)，假如(ru)邊際磁(ci)(ci)(ci)通滿(man)(man)足(zu)強，它(ta)將(jiang)感(gan)(gan)(gan)應出渦流并引起局部發(fa)熱。這(zhe)與感(gan)(gan)(gan)應加熱中所(suo)利用的(de)(de)原理是(shi)相同的(de)(de)。