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磁性材料、铁硅铝磁芯及电感及变压器【金磁科技】

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.03.26
信息摘要:
1、磁性材料。所有做高頻电力电子系统及开关电源的技术工程师都不可缺少电感、变压器或电机等感性元件。感性元件内部具有磁芯,磁芯由磁性材料加工而…
1、磁性材料。
所有做高頻电力电子系统及开关电源的技术工程师都不可缺少电感、变压器或电机等感性元件。感性元件内部具有磁芯, 磁芯由磁性材料加工而成,感性元件高频开关工作中过程中,磁性材料反复磁化。磁化过程中,磁滞回线就是表征磁感应强度B与磁场强度H之间的关系的曲线,如图1所示。
铁硅铝磁芯
磁性材料确认后,其相匹配的磁滞回线也就确认:。
B = μ·H。
其中,μ为磁性材料在空气的磁导率。
磁感应强度B的改变滞后于磁场强度H的现象称为磁滞现象。图2中,磁滞回线表示磁性材料工作的最大边界,Bs为饱和磁通密度(饱和磁感应强度),Br为剩余磁感应强度,Hc为矫顽力。
2、磁芯。
如果将磁性材料烧结成一定的形状,制作成磁芯,比如E形、环形等,磁芯具有一定几荷尺寸:截面积、磁路长度。由下面的公式:。
F = H·l。
Φ = B·Ae。
其中,Φ为磁通量,Ae为磁芯截面积,F为磁势,l为磁路长度。

图2中,X轴由H变成F,Y轴由B变为Φ,磁滞回线对应的是磁通量Φ和磁势F的关系曲线,也就是由特定磁性材料制成具一定形状磁芯的磁滞回线,即:Φ = μ1·F。

铁硅铝磁环

铁硅铝磁环

3、感性元件:电感及变压器。
磁芯加上绕组线圈,组成感性元件,如电感、变压器等,由公式:。
i = H·l/N -- 安培电流定理。
V = N·dΦ /dt -- 法拉利定理。
其中,i为线圈绕组的电流,N为线圈绕组匝数,V为感应电压。

同样的,图3中,X轴变成i,Y轴变成V,磁滞回线对应的是感应电压V和电流i的关系曲线,也就是感性元件的磁滞回线,表示感性元件的磁工作特性。

铁硅铝磁芯

铁硅铝磁芯


从上面过程可以看到:磁和电是相互联系,相互转化,也就是磁电不分家的特性。如果在磁芯中加入气隙,由磁路的公式:。
其中,μe为有效磁导率。

磁芯带有气隙后,等效的磁导率降低,同样的绕组匝数,电感量降低,在同样的电压下,需要更大的磁化电流,因此不易饱和,也就是对于同样的绕组匝数,磁芯加气隙,电感或变压器的饱和电流增加。



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