吃肉的兔子:
磁芯存儲(chǔ)的能量為E=0.5xBxHxVe,B為磁通密度,單位特斯拉(T),如果磁芯材料為PC40,則取B=0.16T,H為磁場強(qiáng)度,H=B/μ,μ為磁芯的磁導(dǎo)率PC40相對磁導(dǎo)率約為2300,Ve為磁芯的實(shí)效體積Ve=AexLe,Ae為磁芯實(shí)效截面積,Le為磁芯實(shí)效磁徑 當(dāng)磁芯開有氣隙后,氣隙也將會(huì)存儲(chǔ)一部分能量E=0.5xBxHcxVe+0.5xBxHgxVg,Hc為磁芯的磁場強(qiáng)度,Hg為氣隙處的磁場強(qiáng)度,如果不考慮氣隙處的雜散效應(yīng),則磁芯和氣隙通過的磁通量相同,并且氣隙的截面積與磁芯截面積Ae相同,所以有E=0.5xBxAex(HcxLe+HgxLg),Lg為氣隙寬度,HcxLe+HgxLg=NpxIp,N為初級繞組匝數(shù),I為初級繞組峰值電流,整理得E=0.5xBxAexNxI 設(shè)Sw為磁芯的窗口面積,初級繞組只占這個(gè)窗口的一部分,這部分面積與窗口面積之比,稱為窗口填充系數(shù),用符號Kw表示,一般取0.2~0.4左右,所以E=0.5xBxAex(SwxKw/Sp)xIp,Sp為初級繞組截面積前面已經(jīng)計(jì)算過,初級繞組的截面積為Sp=0.25xIprms=0.25mm2/AxIpx(Ton/3T)^0.5,設(shè)C=(Ton/3T)^0.5,則Sp=0.25xIpxC,得E=0.5xBxAex(SwxKw/(0.25xIpxC))xIp =2xBxAexSwxKw/C2xBxAexSwxKw/C=(Pi+Po)/F,且Pi=Po/η,整理得到 2xBxAexSwxKw/C=(1+1/η)xPo/F, AP=AexSw=(1+1/η)xPoxCx10^6/(2x10^6xBxKwxF) =(1+1/0.8)x20x0.4x10^6/(2 x0.16x0.3x50000)=3750 根據(jù)AP值,初步選擇EI28磁芯下表根據(jù)TDK磁芯手冊計(jì)算出的數(shù)據(jù) 磁芯型號 Le(mm) Ae(mm2) Sw(mm2) AP(mm4) E112.5 21.3 14.4 16.32 235 EI16 34.6 19.8 38.76 767.45 EI19 39.6 24.0 54.36 1304.55 EI22 39.3 42.0 38.24 1606.24 EI25 47.0 41.0 77.19 3164.79 EI28 48.2 86.0 68.6 5899.6 EI30 58.0 111 73.125 8116.875 EI33 67.5 119 131.86 15691.64 EI35 67.1 101 132.31 13363.31 EI40 77.0 148 157.44 23301.12 EI50 94.0 230 241.31 55501.3 EI60 109 247 389.9 96157.1根據(jù)以上推導(dǎo),得出E=0.5xBxAexNpxIpE=0.5xIp^2xLp0.5xBxAexNpxIp=0.5xIp^2xLp,整理得Np=(IpxLpx10^6)/(BxAe)=(1.05x964x10^-6x10^6)/(0.16x86)=73.56,取整Np=74匝次級繞組Ns1=Np/Nps1=74/15=4.93,取整Ns1=5匝輔助繞組Naux=Np/Npaux=74/6=12.33,取整Naux=13匝下面需要驗(yàn)證所選的磁芯是否可以繞下所有繞組,最簡單的辦法就是利用AutoCAD畫出一個(gè)矩形,代表繞線的區(qū)域,尺寸參考所選磁芯的骨架,然后用圓代表繞組,因?yàn)槌跫売?4匝,線徑為0.3mm,所有初級要畫出74個(gè)直徑為0.3mm的圓,并緊密排列,然后將所有繞組畫上,保證沒有超出矩形邊界,經(jīng)過比較最后選擇使用EI30磁芯重新計(jì)算初級繞組Np=(IpxLpx10^6)/(BxAe)=(1.05x964x10^-6x10^6)/(0.16x111)=56.99匝,取整得57匝次級繞組Ns1=Np/Nps1=57/15=4.93,取整Ns1=4匝輔助繞組Naux=Np/Npaux=57/6=9.5,取整Naux=10設(shè)Rm為磁芯的磁阻,當(dāng)磁芯開有氣隙后,總磁阻等于磁芯原有磁阻(不開氣隙時(shí))與氣隙磁阻之和Rm=Rc+Rg =le/(Aexucxu0)+lg(Aexu0),非鐵磁材料磁導(dǎo)率近似真空磁導(dǎo)率 =(le/uc+lg)/(Aexu0)如果通過磨除磁芯獲得氣隙時(shí),鐵氧體磁芯的有效磁路將縮小至le-lg,所以最終Rm=((le-lg)/uc+lg)/(Aexu0),根據(jù)磁動(dòng)勢NpxIp=BxAexRm,得NpxIp=BxAex((le-lg)/uc+lg)/(Aexu0),整理得出氣隙長度lg=(NpxIpxu0xuc)/(Bx(uc-1))-le/(uc-1),因?yàn)殍F磁材料的相對磁導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1,所以可以將上式近似為lg=1000xNpxIpxu0/B-le/uc=1000x74x1.05x4xπx10^-7/0.16-48.2/2300=0.59mm如果只磨去EI30磁芯的中心柱,則可直接使用上式計(jì)算出的氣隙長度,當(dāng)磁芯的中心柱和支柱都開有氣隙時(shí)Rm=Rc+2Rglg=500xNpxIpxu0/B-le/uc=0.59/2=0.295mm,匝為了保證初級和次級繞組Ns1每層都能繞滿,將初級繞組匝數(shù)修正為60匝,初級繞組和輔助繞組線徑為0.3,匝數(shù)不變,且將次級繞組Ns1更換為線徑0.5的漆包線,采取9線并繞,如下圖所示