磁芯

磁芯磁化测量结果分析

发布时间：

2023-08-24

磁芯磁化测量结果分析

铁基纳米晶磁芯脉冲初始磁化曲线。单绕组初始磁化曲线B 1 、双绕组初始磁化曲线 B 2 、二者之差 ΔB ，以及空间磁感应强度 B a 。其中，磁芯饱和后dB 1 /dH 明显高于 dB 2 /dH ，求取 ΔB=B 1 −B 2 得到了线性的 ΔB−H 关系，这一特点反映了磁芯饱和后“空心”线圈电感的空间顺磁磁化特性。单绕组测量时，绕组电感 L 可等效为截面积等于磁芯有效截面积η A 的可饱和电感 L c 和截面积由导线围成面积 A w决定的恒定饱和电感 L a 串联。 L 两端的电压 u 由两部分叠加而成：u=u c +u a (27)式中： u c 为磁芯中磁感应强度 B c 变化产生的感应电压，如式所示； u a 为等效空心电感磁感应强度 ( 顺磁磁感应强度 )B a 变化产生的感应电压。

单绕组测量放大了空间顺磁磁化影响，由初始磁化曲线得到的饱和和非饱和脉冲磁导率偏高。在 H=6 kA/m 处，由单绕组初始磁化曲线得到饱和相对磁导率 μ rs1 =33.9 ，而由双绕组初始磁化曲线得到饱和相对磁导率 μ rs2 =5.85 ，空间磁化特性曲线在 H=6 kA/m 处斜率应当等于对应的磁芯饱和相对磁导率。由式 (35) 计算得到 μ rsa =5.94 ，与双绕组测量结果吻合，误差主要来自分析中对漏磁的忽略。铁基纳米晶磁芯有效截面积由封装系数 η 决定，单绕组测量放大了饱和后空间磁化特性对测量结果的影响，这一部分误差无法通过其他措施减小。此外，封装铁基纳米晶磁芯的绝缘外壳截面通常为矩形，若要求磁芯上绕制的线圈有较小的杂散电阻并能通过脉冲大电流，常选用大直径铜导线。考虑粗铜线难以弯折的特点和过度弯折对绝缘特性的损害，励磁线圈常常不能完全紧贴铁基纳米晶磁芯绝缘外壳，加上高频下的集肤效应，以上因素共同造成了 A w 与 A 有一定差异。因此，采用单绕组测量铁基纳米晶磁芯 B-H 曲线存在固有误差，应考虑尽可能让线圈导线紧贴磁芯外壳以减小误差。