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佛山市南海矽鋼鐵芯制造有限公司
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鐵芯氣隙與漏感之間的關(guān)系
鐵芯氣隙與漏感之間的關(guān)系
2022年10月25日
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鐵芯飽和就相當(dāng)于變壓器的一次側(cè)是個(gè)空心線(xiàn)圈(相當(dāng)于短路),它的電流會(huì)很大,一直上升到燒壞變壓器或者保險(xiǎn)管為止。
鐵芯氣隙是鐵芯空氣間隙的簡(jiǎn)稱(chēng),一般硅鋼的鐵芯不是一個(gè)整體的閉合體,在鐵芯對(duì)接口處有意無(wú)意留下的間隙就是鐵芯氣隙,所以人們不需要鐵芯氣隙時(shí)可以采用環(huán)型變壓器,用到氣隙時(shí)就故意加大對(duì)接的缺口,或在缺口處墊非導(dǎo)磁材料,如高溫紙。
高頻變壓器才開(kāi)氣隙,是為了防止鐵芯磁飽合,因?yàn)閁PS中有高次詣波,所以要開(kāi)氣隙,但變壓器開(kāi)氣隙的原理和電感是不一樣的。變壓器都是硅鋼片拼成的,兩個(gè)對(duì)著的硅鋼片之間的間隙叫氣隙。氣隙大了當(dāng)然磁阻就大了。變壓器留氣隙是為了防止在工作中產(chǎn)生磁飽和!氣隙是在鐵芯交合處留的縫隙!和繞線(xiàn)無(wú)關(guān)。有了氣隙的確是增加了磁阻,但卻是有益的!氣隙的作用是減小磁導(dǎo)率,使線(xiàn)潿特性較少地依賴(lài)于磁芯材料的起始磁導(dǎo)率。氣隙可以避免在交流大信號(hào)或直流偏置下的磁飽和現(xiàn)象,更好地控制電感量。然而,在氣隙降低磁導(dǎo)率的情況下要求線(xiàn)圈圈數(shù)較多,相關(guān)的銅損也增加,所以需要適當(dāng)?shù)恼壑小?nbsp;
一般反激式電源,在氣隙較小時(shí),氣隙越小,功率越小,氣隙越大,功率越大,一般氣隙能調(diào)到滿(mǎn)足輸出功率即可,當(dāng)然任何條件下不能進(jìn)入飽和區(qū),即輸入電流不能出現(xiàn)上沖現(xiàn)象。在磨氣隙時(shí),可用一小條水沙紙(加水磨速度較快較平),底下墊玻璃,要?dú)庀洞缶湍ブ虚g,想減小點(diǎn)氣隙就磨兩邊。
反激電源變壓器漏感是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù),由于反激電源需要變壓器儲(chǔ)存能量,要使變壓器鐵芯得到充分利用,一般都要在磁路中開(kāi)氣隙,其目的是改變鐵芯磁滯回線(xiàn)的斜率,使變壓器能夠承受大的脈沖電流沖擊,而不至于鐵芯進(jìn)入飽和非線(xiàn)形狀態(tài),磁路中氣隙處于高磁阻狀態(tài),在磁路中產(chǎn)生漏磁遠(yuǎn)大于**閉合磁路。
變壓器初次極間的耦合,也是確定漏感的關(guān)鍵因素,要盡量使初次極線(xiàn)圈靠近,可采用三明治繞法,但這樣會(huì)使變壓器分布電容增大。選用鐵芯盡量用窗口比較長(zhǎng)的磁芯,可減小漏感,如用EE、EF、EER、PQ型磁芯效果要比EI型的好。
反激電源變壓器磁芯工作在單向磁化狀態(tài),所以磁路需要開(kāi)氣隙,類(lèi)似于脈動(dòng)直流電感器。部分磁路通過(guò)空氣縫隙耦合。為什么開(kāi)氣隙的原理本人理解為:由于功率鐵氧體也具有近似于矩形的工作特性曲線(xiàn)(磁滯回線(xiàn)),在工作特性曲線(xiàn)上Y軸表示磁感應(yīng)強(qiáng)度(B),現(xiàn)在的生產(chǎn)工藝一般飽和點(diǎn)在400mT以上,一般此值在設(shè)計(jì)中取值應(yīng)該在200-300mT比較合適、X軸表示磁場(chǎng)強(qiáng)度(H)此值與磁化電流強(qiáng)度成比例關(guān)系。磁路開(kāi)氣隙相當(dāng)于把磁體磁滯回線(xiàn)向X 軸向傾斜,在同樣的磁感應(yīng)強(qiáng)度下,可承受更大的磁化電流,則相當(dāng)于磁心儲(chǔ)存更多的能量,此能量在開(kāi)關(guān)管截止時(shí)通過(guò)變壓器次級(jí)瀉放到負(fù)載電路,反激電源磁芯開(kāi)氣隙有兩個(gè)作用,其一是傳遞更多能量,其二防止磁芯進(jìn)入飽和狀態(tài)。
反激電源的變壓器工作在單向磁化狀態(tài),不僅要通過(guò)磁耦合傳遞能量,還擔(dān)負(fù)電壓變換輸入輸出隔離的多重作用。所以氣隙的處理需要非常小心,氣隙太大可使漏感變大,磁滯損耗增加,鐵損、銅損增大,影響電源的整機(jī)性能。氣隙太小有可能使變壓器磁芯飽和,導(dǎo)致電源損壞。
當(dāng)在變壓器鐵芯中留有氣隙時(shí),由于空氣的導(dǎo)磁率只有鐵芯導(dǎo)磁率的幾千分之一,磁動(dòng)勢(shì)幾乎都降在氣隙上面。因此,留有氣隙的變壓器鐵芯,其平均導(dǎo)磁率將會(huì)大大下降;不但剩余磁通密度會(huì)降低,而且磁通密度Bm可以達(dá)到飽和磁通密度Bs,從而使磁通增量增大,變壓器鐵芯不再容易出現(xiàn)磁飽和。
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