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周潔敏
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第一部分-磁元件的磁路分析(一)
第一部分-磁元件的磁路分析(二)
第一部分-磁元件的磁路分析(三)
第一部分-磁元件的磁路分析(四)
第一部分-磁元件的磁路分析(五)
第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(一)
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第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(五)
2021-03-12 15:17
第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(四)
2021-02-07 10:23
第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(三)
2021-01-28 17:38
第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(二)
2021-01-22 16:39
第二部分-磁性材料的基本特性和基本參數(shù)(一)
2021-01-15 15:30

第一部分-磁元件的磁路分析(五)

前面我們分析了環(huán)形磁芯的4種情況,下面我們對(duì)E型磁芯的磁場(chǎng)以及等效磁路進(jìn)行分析和研究。

第一種情況先考慮不帶有氣隙時(shí)候的等效磁路以及磁位圖。那么如圖所示是半個(gè)E型磁芯的尺寸分布圖,在標(biāo)注的尺寸當(dāng)中我們要注意幾個(gè),第一個(gè)是它的外形尺寸的標(biāo)準(zhǔn)方法,ABCDEF分別代表著什么意義。那么還有幾個(gè)截面積,其中A1是中柱的截面積,A2是邊軸的截面積。下面我們繼續(xù)分析。

下面我們根據(jù)磁芯給定的尺寸進(jìn)行有關(guān)面積和磁路長(zhǎng)度的計(jì)算。我們知道中軸的截面積是兩倍的邊柱截面積,也就A1等于兩倍的A2,那么中軸的截面積A1=C*D,邊軸的截面積A2=A1/2,端部面接A3=F*C邊柱的長(zhǎng)度和中柱的長(zhǎng)度相等,等于2B-F,上側(cè)磁路的長(zhǎng)度

那邊柱的長(zhǎng)度l2=2B-F=l1,這樣子可以計(jì)算出各磁路段的磁阻,其中、,那么畫出了如圖所示的不再氣隙的EE磁芯的等效磁路圖。

下面進(jìn)一步進(jìn)行計(jì)算。那么各段磁路的磁阻,R1、R2、R3分別等于,l是它的磁路的長(zhǎng)度,A是截面積,中柱通過(guò)的磁通為,其中,,那么整個(gè)的等效磁阻為。于是我們知道等效的磁通,不帶氣隙時(shí)候的EE磁芯的等效磁路圖如圖所示。

下面我們來(lái)分析中柱和邊柱都帶有氣隙的E型磁芯的實(shí)施和磁位分布圖。如圖所示,帶氣隙的E型磁芯線圈一般作為直流濾波電感和反激變壓器使用,線圈繞在中軸上,如果線圈匝數(shù)為N,那么磁勢(shì)F=IN,他們的磁位分布圖類似與集中繞線的帶氣隙的環(huán)形磁芯的磁位分布圖,當(dāng)帶有氣隙時(shí),一般可能有兩種情況,E型磁芯中柱和邊柱都有相同的空氣隙,邊柱的氣隙和中柱氣隙相等,或者只有中柱帶有氣隙。

只有中柱帶氣隙E型磁芯時(shí)如圖所示,磁芯的磁導(dǎo)率會(huì)遠(yuǎn)大于空氣的磁導(dǎo)率。氣隙長(zhǎng)度盡管很短,但磁阻很大,那么比較三個(gè)都開(kāi)有氣隙的情況,由于都開(kāi)有氣隙,磁路的長(zhǎng)度在很長(zhǎng)的磁路上磁位差會(huì)很大,尤其在邊柱部分有較大的散磁,如果磁場(chǎng)是脈動(dòng)的,這些閃磁將對(duì)周圍的電路產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾,如果近在中柱有較大的磁位差,因此在相同的磁勢(shì)下,中柱開(kāi)氣隙的磁位差要明顯小于三個(gè)星座各有氣隙的情況。因此只有中柱有氣隙要比三個(gè)新組都有氣隙情況要好,漏磁要小一些。

那么下面我們對(duì)這一章進(jìn)行小結(jié)。

(1)只要有電流,不管是恒定的還是變化的,都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),這個(gè)電流可能是電路中的電流,也可能是分支電流。

(2)磁場(chǎng)長(zhǎng)中用磁力線形象的描述,磁力線是無(wú)頭無(wú)尾的光滑曲線,其切線方向表示磁場(chǎng)方向。在磁鐵的外部磁力線有北極指向南極,而在內(nèi)部是由南極指向北極。

(3)磁場(chǎng)和電場(chǎng)以及萬(wàn)有引力場(chǎng)一樣,是有能量的,因此建立磁場(chǎng)需要送入能量,使磁場(chǎng)消失需要釋放能量,同時(shí)送入或釋放能量都需要時(shí)間。

(4)磁與點(diǎn)之間的關(guān)系服從兩個(gè)基本定律:第一個(gè)就是全電流定律,第二個(gè)就是電磁感應(yīng)定律。

(5)磁場(chǎng)的計(jì)量單位有兩種單位制:非有理化單位制-實(shí)用單位制,或者叫CGS制和有理化單位制-國(guó)際單位制,或者叫SI制。

(6)電感量表示通電流的導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的能力,電感電流表征電感存儲(chǔ)能量的大小。電感有電流流過(guò)的時(shí)候,表示電感存儲(chǔ)能量。電感電流為0,電感沒(méi)有存儲(chǔ)能量。電感的目的是存儲(chǔ)能量,電感量越大,表示存儲(chǔ)的能量越多。

(7)電感是儲(chǔ)能載體。當(dāng)能量存儲(chǔ)和釋放時(shí),都需要時(shí)間,表現(xiàn)對(duì)電流變化起阻礙作用。儲(chǔ)能時(shí),電流與感應(yīng)電勢(shì)的方向相反;方能時(shí),電流與感應(yīng)電勢(shì)的方向相同。只有時(shí)常發(fā)生變化,才能發(fā)生阻礙作用。所以電感對(duì)流過(guò)的電流有平滑作用。

(8)兩個(gè)線圈之間的互感表示主線圈電流在副線圈中產(chǎn)生磁通的能力。只有變化的電流或磁場(chǎng),才能表現(xiàn)出互感的作用。

(9)主線圈磁通全部匝鏈副線圈,稱為全耦合。變壓器可以近似的看成一個(gè)耦合電感。通過(guò)主線圈也通過(guò)副線圈的磁通稱為主磁通。如果部分磁通不通過(guò)副線圈,此部分磁通稱為漏磁通,對(duì)應(yīng)的漏磁通的電感稱為漏感。

(10)耦合電感異名端串聯(lián)時(shí),等效總電感量增大;同名端串聯(lián)時(shí)總電感量減少。耦合電感并聯(lián)時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意,避免線圈之間的環(huán)流,而使總電感量大大下降。

(11)變壓器是傳輸能量的器件。激磁電流提供能量傳輸?shù)臈l件,不參加能量傳輸。因此激磁存儲(chǔ)能量越小越好,既希望用高磁導(dǎo)率的材料的磁芯。

(12變壓器副邊與原邊全偶合不好時(shí),存儲(chǔ)在漏感中的能量不能傳輸?shù)礁边叄绰└胁粎⑴c能量的傳輸。同理,當(dāng)副邊變?yōu)榧ご啪€圈時(shí),原邊對(duì)副邊的漏感中的能量也不能傳遞到原邊。漏感是變壓器的寄生參數(shù),通常應(yīng)當(dāng)越小越好。

(13)在不計(jì)寄生參數(shù)時(shí),變壓器原邊與副邊感應(yīng)電勢(shì)之比等于輸入和輸出電壓之比,并等于匝比,電流比反比于匝比,負(fù)載阻抗反射到原邊阻抗為負(fù)載阻抗乘以匝比的平方。

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