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磁芯损耗分析

发布时间：

2023-08-25

磁芯损耗分析

磁芯损耗电阻测试结果

实验回路使用电路,通过改变气体开关击穿电压确保磁芯激磁条件与 FLTD 实际工作时相同。实验中两种材料磁芯的激磁特征参数。分别为测得的两种磁芯次级电压及初级漏电流波形图。由图中可以看出,次级电压到达峰值前初级漏电流和次级电压的相位差较小,说明此时激磁电感的影响可以忽略,磁芯可以等效为阻性负载。为由次级电压及初级漏电流得到的两种磁芯损耗电阻 R 随时间变化波形图,可以看出5 2 5，DG6 硅钢磁芯开始磁化时损耗电阻约为 3.6Ω , 2605TCA 非晶磁芯开始磁化时损耗电阻约为 14Ω ,两种磁芯损耗电阻 R 均随磁芯磁化程度的加深而逐渐减小。由于所选两种磁芯外径尺寸及伏秒值均较为接近,可以认为 50 μ mDG6 硅钢磁芯损耗约为 25 μ m2605TCA 非晶磁芯的 4 倍。

磁芯损耗分析

当磁芯材料用于交流磁场时,动态磁化会造成各种形式的能量损耗。磁芯损耗会降低磁芯能量耦合效率,影响 FLTD 的输出参数。快脉冲下磁芯损耗主要包括涡流损耗和磁滞损耗。涡流损耗为磁芯内部涡流电流产生的焦耳热,大小主要由涡流损耗电阻 R c 决定;磁滞损耗为磁畴翻转时克服阻力所做的功,大小主要通过矫顽力 H c 体现。磁芯涡流损耗电阻 R c 的大小与诸多因素有关,如磁芯材料电阻率 ρ 、带材厚度 δ 、有效截面积 S e 等。涡流损耗电阻 R c 大小可以计算。系数 k 的选取存在一定的不确定性,且没有考虑趋肤深度对损耗电阻的影响。针对上述问题,本文重新推导了涡流损耗电阻 R c 的计算公式。

结论

本文研究了 50 μ m 的 DG6 硅钢磁芯及 25 μ m 的 2605TCA 非晶磁芯的快脉冲损耗特性。在考虑趋肤深度影响的前提下,推导了磁芯涡流损耗电阻计算公式;实验测试了两种磁芯损耗,结果表明使用铁基非晶材料可以显著减小磁芯损耗;计算了两种磁芯材料涡流损耗占总损耗的比例,硅钢材料磁芯中涡流损耗起主要作用,而对于铁基非晶材料,损耗主要为磁滞损耗。

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