磁芯

磁环低压多脉冲励磁实验研究

发布时间：

2023-09-05

磁环低压多脉冲励磁实验研究

　利用ＭＯＳＦＥＴ固体开关和电容器组成低压脉冲功率源，可产生小于１ｋＶ的多脉冲输出，脉冲数量和间隔可调。实验用的磁芯分别为高剩磁的ＮｉＺｎ铁氧体磁环和高剩磁的非晶磁环，其中铁氧体磁环外径２５ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚８ｍｍ，非晶磁环外径４０ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚１０ｍｍ。两块磁芯在５０Ｈｚ交流励磁下的磁性能如图２所，非晶磁芯的饱和磁通量密度犅ｓ约１．４Ｔ，最大相对磁导率μｍ约８２０００，矫顽力犎ｃ约１０Ａ／ｍ；铁氧体磁芯的犅ｓ约０．４Ｔ，μｍ约７０００，矫顽力犎ｃ约２５Ａ／ｍ。可见，在静态磁特性方面，非晶磁芯的性能远高于铁氧体磁芯。

实验时线圈绕非晶磁芯３匝，磁芯从零点开始励磁，４个脉冲后磁芯通量密度达到１．２Ｔ，未出现饱和现象。针对不同励磁脉冲，非晶磁芯的磁化曲线形状基本相同，对应的脉冲磁导率的差异较小，在３００～４００之间，且第个脉冲励磁时磁芯磁导率达到最高。脉冲励磁时，非晶磁芯的脉冲磁导率曲线有明显的前后沿和平顶，表明在脉冲励磁初期，非晶磁芯的响应较快，而在励磁期间，非晶磁芯的磁导率相对稳定。

　在脉宽１５０ｎｓ、幅度１５０Ｖ、间隔１０００ｎｓ的四脉冲励磁下，铁氧体磁芯的磁化曲线和磁导率变化曲线。实验时线圈绕铁氧体磁芯３匝，磁芯从－犅ｒ开始励磁，４个脉冲后磁芯通量密度变化Δ犅约０．６５Ｔ，开始出现饱和现象。针对不同时刻的励磁脉冲，铁氧体磁芯的磁化曲线宽度逐步增加，相对磁导率从最高的７００左右逐步降低，一致性较差。脉冲励磁时，铁氧体出现的磁导率曲线明显呈尖峰状，上升时间较长，没有平顶。由此可见，在多脉冲励磁时，非晶磁芯在脉冲间一致性方面要优于铁氧体，但在磁芯饱和前，铁氧体磁芯的脉冲磁导率要高于非晶磁芯。在短脉冲励磁期间，非晶磁芯的磁导率较稳定，绕磁芯线圈电感量变化较小，类似于纯电感；铁氧体磁芯的磁导率则变化较大，线圈电感量有明显的涨落。