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脉冲变压器的磁学
[发布时间]:2011年7月21日 [来源]:电子变压器资讯网 [点击率]:31294
【导读】: 摘要:详细阐述脉冲变压器的应用及高频脉冲变压器设计所需了解的磁学参数、变压器的综合等效电路和变压器的测试方法。作者:黄健聪严思幸叶治政王金敏林庆松1引言 变压器通常有电源变压器和信号变压器...

   图3展示的B-H曲线是一磁滞回线[2],在B和H的增量很小范围内,磁导率μ可以认为是一常数。
   如果导磁材料曲线起始部分磁场强度H值增加,则对应的B值就沿着曲线1→曲线2增加。在B和H是零的那一点曲线的斜率称为初始磁导率。当H值增加,到达点2以后,B值就不再随之增加。称此点为饱和点,它对应的B=BS。此时如减小H值,B和H关系曲线的轨迹变为2→3→4。当H减小到零时(2与3点之间),B有一剩余值,B=Br。当H反向后,B又逐渐减小,在点3,B值再次等于零,此时称为矫顽力,H=HC。反向H作用下的点4也是饱和点。如果此时H增加,对应曲线的轨迹是4→5→2。此时曲线不再通过1点。
    在纯交流电的状态下,B-H曲线每一周期的轨迹都是2→3→4→5→2的环状曲线。
    B-H曲线的磁滞回线与磁心损耗有联系,磁心损耗与磁滞回线环的面积成正比。
    2.7相对磁导率
     磁性材料的相对磁导率定义如下:
 μr=μ/μo(7)
 式中μr—材料的相对磁导率
 μ—材料的绝对磁导率
 μ0—真空磁导率[3]
 2.8磁阻
 根据图1理想变压器,应用式(4)可写出:
 Ni=N1i1-N2i2和∑Hili=Hl=Bl/μ=lΦ/Aμ
 磁阻Rm=l/Aμ(H-1)(8)
 N1i1=ΦRm+N2i2(9)
    式(9)等式右边表示输出可得到的有效安匝数,要比等式左边的输入安匝数小ΦRm,这一项相当于在磁心内部建立起磁场所需的磁势,称它为磁心的励磁。
   在理想情况下,当μ→∞Rm→0,则
 i1/i2=N2/N1=n(10)
 2.9自感
  线圈的自感是线圈电流所产生的磁场在线圈上所形成的电感。它的定义如下:
 e=-Ldi/dt(11)
 式中L—自感(单位:H)
   e—电感上电压(单位:V)
   t—时间(单位:s)
   各种几何形状电感的计算中,如包含有和安掊定律有关的H及I的求和/求积计算时,要求出它的电感量是比较复杂的。举一简单实例,求一环形磁心上理想
   线圈的电感(见图4)。

   从法拉弟定律可得:
 u=NdΦ/dt=NAdB/dt,于是
 u=NAμdH/dt(12)
   从安培定律可得:
   Ni=Hl(13)
 于是可求出电感为:
 L=N2Aμ/l(14)
2.10互感
    对于变压器和其它耦合线圈还应考虑副边(和其它)线圈对原边线圈所产生磁场的影响。两个线圈之间耦合磁通的影响所导致的电感称之为互感。
    我们考虑两个线圈在同一个磁心上的情况。在一般情况下,不是所有磁通和所有线圈都耦合,如图5所示。

 按照安培定律可以写出:
 Φ12=a(N1i1+N2i2)
 Φ11=bN1i1
 Φ22=cN2i2
 式中a、b和c表示有效的比例常数。
   按照法拉弟定律可以写出:
 u1=N1d(Φ11+Φ12)/dt
 u2=N2d(Φ22+Φ12)/dtu1=N12(a+b)+N1N2au2=N22(a+c)+N1N2a
 又可以写出:
 L1=N12(a+b)—线圈1的自感
 L2=N22(a+c)—线圈2的自感
 M=N1N2a—两个线圈之间的互感
   在完全耦合的情况下Φ11=0、Φ22=0和b=0、c=0。因此,对于完全耦合的线圈可以认为:(15)
2.11耦合系数
   耦合线圈在实际情况下,不是所有磁通都从耦合绕组的中间穿过。在2.10节中的常数b和c不再为零。表示线圈磁通耦合情况的另一种方法是用线圈的耦合系数k:M=k(16)
 式中0≤k≤1
 2.12同名端
   简单变压器常规电路的同名端符号如图6所示。
  每一绕组上方打的点是用来表示电感的同名端和绕组感应电动势的相位。当同名端和电流、电压的常规方向如图6所示时,则变压器的方程可写成下列形式:
 u1=L1di/dt+Mdi2/dt
 u2=L2di2/dt+Mdi1/dt

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