高功率脉冲变压器磁芯

发布时间：

2023-08-18

高功率脉冲变压器磁芯

对高功率带绕式脉冲变压器磁芯的设计，进行了初步考虑!从理论上分析了，在高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入部分磁芯对变压器内部电磁场分布，及耦合系数的影响%理论分析和实验结果，均表明磁芯对高功率带绕式脉冲变压器耦合系数的提高，有显著作用!并能改善变压器内部的电磁场分布,设计的高功率带绕式脉冲变压器耦合系数可达6,与相同结构尺寸的带绕式空芯脉冲变压器相比!耦合系数提高9.

高功率带绕式空芯脉冲变压器因其结构简单,体积小,重量轻等优点而广泛应用于脉冲功率系统中,然而其缺点是耦合系数较小!能量利用效率低%在高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入磁芯能提高变压器的耦合系数!进而提高脉冲功率系统的能量传输效率,美国 5CDEFC 国家实验室设计的紧凑型脉冲变压器 .正是使用了部分磁芯带绕式变压器结构!耦合系数已达到能量传输效率在以上!只是输出电压幅值较低,从理论上初步分析了高功率脉冲变压器铁心的结构参数及其材料选择原则,本文对高功率带绕式空芯脉冲变压器中加入磁芯后!其对耦合系数和变压器内部电磁场的影响进行了初步研究。

磁芯的设计

脉冲变压器磁芯材料的要求,虽然适合作为高频变压器的磁芯材料!但其饱和磁感应强度很低,硅钢片饱和磁感应强度很高!但损耗很大!磁导率较低$铁基纳米晶材料满足高功率脉冲变压器的要求!但价格昂贵!所以本实验最终选定铁基非晶态材料作为高功率带绕式脉冲变压器的磁芯!其饱和磁感应强度为电阻率为76!居里温度为 60,最大相对磁导率90,剩余磁感应强度很低!而且在实验采用单次脉冲时!剩余磁感应强度会慢慢降低接近于零,另外铁基非晶态材料还具有很好的温度稳定性,时效稳定性和脉冲稳定性等优点!很适合于作高功率脉冲变压器的磁芯.

由公式中脉冲幅值L 取 G,脉宽 E 取I !匝数 $ 取 A %,对于铁基非晶态磁性材料!饱和磁感应强度I 取 A7 !剩余磁感应强度在单次脉冲下取 #7 !所以 I KA7 !可得磁芯截面积,从计算结果可以看出!所需磁芯截面积比较大!所以为尽量增加磁芯截面积!设计的磁芯截面形状为圆环%即便如此!变压器内部空间仍不能满足所需的磁芯截面积%为使用较小截面积的磁芯又不使磁芯达到磁饱和!设计时在闭合磁路中加入气隙!可以增加漏磁!部分磁通经过圆环截面内部的油隙导磁!在闭合磁路中加入气隙还可以使磁芯材料的不良性能,不稳定,非线性和损耗#得到改善.最终确定磁芯为两个圆柱筒的形状!内磁芯内直径为LL !外直径为 #LL !外磁芯的内直径为1L !外直径为 7#LL !长度均为 80.

脉冲变压器磁芯加工厂家

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