磁芯自复位能力

发布时间：

2023-08-21

磁芯线圈的 PSpice 模拟

将感应加速腔的磁芯回路视为一段单匝的非线性电感线圈 , 利用 PSpice 的一些通用元器件组成的子电路对含有磁芯的非线性线圈进行模拟 , 使其具有饱和、磁滞及频率损耗等非线性特征。通过一些直观的参数设置 , 可使线圈模型适用于不同的频率范围。介绍了利用线圈模型对直线感应加速器加速组元系统的模拟,得到了与实验相符合的结果。

PSpice 是目前应用十分广泛的一种模拟电路仿真软件。模拟感应加速器的整个系统 , 将涉及到许多非线性元件 , 虽然 PSpice 自身带有一个非线性磁性元件库 Magnetic , 但其中元件的参数设置非常烦琐 , 每个元件适用范围有限且难以找到帮助信息。而且 , 目前流行的 OrCAD/ PSpice9 的学生版和试用版 , 并不支持非线性磁性元件的使用。如果能利用非线性元件的基本物理特性 , 设计出由通用元器件组成的子电路实现对非线性磁性元件的模拟 , 就可以更直观地对其参数进行设置 , 使之具有更广泛的通用性。

非线性磁芯元件最重要的是特点它的饱和特性 , 当磁芯中的磁通量到达其最大磁通量 Φ max 后 , 励磁电流再增大时 , 磁芯将饱和。所以 , 模拟含磁芯线圈饱和特性的关键 , 便是要将 Φ , 即线圈两端电压对时间的积分表示出来 , 并转换为相应大小的电流 ( 励磁时和饱和时) ,以此作为流过线圈的电流,该电流反过来又影响线圈两端的电压。

　　磁性材料本身也是导体,所以当其磁通量发生变化时,产生的电场将在材料内部引起涡旋电流,导致能量的损耗。涡流大小和磁场 H 的频率有关 ,频率越高 ,涡流损耗越大。磁芯正反磁化一次所消耗的能量正比于其磁滞回线包含的面积 , 因此 , 磁场频率增大时 , 磁性材料的磁滞回线将变宽。

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