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磁芯双绕组测量电路

发布时间：

2023-08-23

磁芯双绕组测量电路

磁芯的磁化特性在电路中表现为电感 L 的非线性，通过分析电路中 u(t) 和 i(t) 可阐述磁芯在该电路中的脉冲磁化过程。 LC 串联铁磁谐振电路是典型的非线性电路，由于具有振荡衰减特性，与电力系统和非自治电路范畴中的铁磁谐振分析不同，串联铁磁谐振电路并不存在稳态周期解，同时也不关心其谐波解。作为脉冲磁化特性测量电路，更关心电路在前 1~2 个振荡周期内的时域规律。可根据非线性电感 L 的时变特性，采用分段线性化法进行分析。

该阶段磁芯磁导率最大，在电路中表现为较大的平均非饱和电感 L 1 ； t 1 ~t 2 为磁芯趋近饱和阶段，在这一阶段磁芯中磁感应强度B( 或磁链 ψ ) 随着磁场强度 H( 或励磁电流 i) 变化比较平缓，磁导率有所下降，但未达到饱和，在电路中表现为较小的平均趋近饱和电感 L 2 ； t 2 ~t 3 为磁芯饱和阶段，磁导率下降到最小，在电路中表现为最小的平均饱和电感 L 3 。

在磁芯的初始磁化过程中，非线性电感 L 两端电压波形是由三段幅值依次衰减、频率依次增高的余弦函数组成的连续波形，而励磁电流则为三段幅值依次提升、频率依次增高的正弦函数组成的连续波形。在磁芯的反磁化过程中，若考虑磁滞，则根据对应的 ψ -i 特性也可得到类似结果。

磁芯双绕组测量电路

采用双绕组测量脉冲磁化特性的电路，与单绕组测量电路相比，其仅在磁芯上增设了一定匝数的测量绕组，实测电气量为测量绕组两端电压 u m (t) 和初级绕组中的励磁电流 i(t) 。其 LC 串联铁磁谐振简化等效回路，两绕组间通过互感耦合，由于 P6015A 输入阻抗为高阻抗，测量绕组中的电流是 μA 级，远小于初级绕组中 kA 级的励磁电流，可以认为测量绕组开路，增设的测量绕组对谐振回路无影响。u m 为测量绕组的开路电压，与测量绕组的自感无关，从电路角度看， u m 由励磁电流 i(t)和励磁绕组对测量绕组的互感 M m-e 决定；从磁场角度看， u m 则由磁芯中磁感应强度 B 的变化决定。

以上分析表明，在磁芯的初始磁化过程中， u m同样是由三段幅值依次衰减、频率依次增高的余弦函数组成的连续波形。不同的是，磁芯饱和前k c1 >0.95 ，而磁芯饱和后，耦合系数 k c3 →0 ， t 2 <t ≤t 3时有 u m (t)<u(t) 。