含磁芯线圈电感量的计算

发布时间：

2023-08-22

含磁芯线圈电感量的计算

从电感的基本定义出发!推导了一个新的递推公式!可准确地对含磁芯线圈动态电感进行数值计算!并在纯电感$含有 A 匝磁芯线圈和含有2块铁氧体大环磁芯的感应腔在双脉冲励磁情况下，分别计算了动态电感量!验证了该方法的可行性，通过电感值可反推出磁芯在各种情况下磁导率的变化曲线!从而确定磁芯的磁特性及其适用范围。

在脉冲功率领域!许多器件都需要使用磁芯!如脉冲变压器$磁开关$脉冲叠加器$感应加速腔等!其主要作用之一是增加回路的电感量!因此含磁芯回路电感量的计算是判断该磁芯是否适用于该环境的决定性依据!也是对线路进行准确模拟的前提%磁性材料在不同波形的励磁场下对应着不同的磁导率变化曲线!而线圈的电感量与线圈中磁芯的磁导率成正比!因此!含磁芯线圈的电感在实际使用中是一个与励磁过程相关的动态值。

含磁芯线圈的电感量，其中a为线圈匝数h为磁芯截面积l为磁芯磁导率u为有效磁路长度%,对于厚度为 % $外径为 & $内径为8的磁环!磁芯截面积，有效磁路长度 66，磁芯的磁导率在励磁过程中是非线性变化的!通常是通过对磁芯磁化曲线的分析得到磁导率!从而计算出线圈的电感量%磁性材料磁导率的定义，其中k是磁通密度!表征外磁场和感应磁场总的强度%由感应电压幅值的计算公式 NP# ) P * NP P * 可知! ( 可由绕磁芯线圈次级的感应电压积分得到。

因此!在实用中磁芯的磁导率通常有7种定义，而在同样励磁情况下!每种定义所得出的磁导率结果各不相同!其对应的线圈电感量也不同"对于含磁芯线圈在励磁过程中的电感!通常都取其脉冲平均值!而难以给出动态的曲线"如果能准确的求解出脉冲励磁下含磁芯线圈的动态电感量!则不仅可以为线路的模拟提供精确的实验数据!还可以从电感曲线反推出磁芯对应的磁导率!从而对磁芯磁特性进行更深入的研究。

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