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标题: 电感饱和计算公式 [打印本页]

作者: 888888    时间: 2021-8-7 15:31
标题: 电感饱和计算公式
电感磁饱和的原因:
电子在原子外层绕著数层轨道旋转,每一层电子旋转都会依愣次定律产生一微弱的磁场,每一层的磁力不同、方向也不同,但合力为零,没有磁性。当一线圈通电流,同样的依愣次定律产生一磁场,磁力线穿过磁性材料(铁心) ,磁性材料内原子的电子旋转轨道开始转向,以抵消线圈产生的磁力线,线圈电流越大,越多磁性材料电子的旋转方向改变,最后所有磁性材料电子旋转方向都相同时,就是磁饱和。  

电感量的大小与饱和的理论分析: 空心线圈结构的电感可认为不会饱和,带铁心回路的电感存在饱和问题。电感L随着磁路的饱和而变小。
理论依据如下,设电感绕组
等效匝数为N匝,
等效磁路长度为len,
通入电流为I,
磁路的等效截面积为S,
μ为磁导率,u可能变化,在接近居里温度时,先变大一点,温度继续高时,u急剧变小,这时电感量也急剧变小。
Φ是磁通;
H:磁场强度;Oe(奥斯特)为CGS单位制中磁场强度单位,等效于SI制中的A/m。 而磁感应强度单位在CGS和SI制中分别为Gs(高斯)和T(特斯拉)。 转换关系如下:1000A/m=4πOe,1E4Gs=1T。
B:磁感应强度(又称磁通密度);磁感应强度概述 磁感应强度描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。

由:
Φ= B*S,  磁通量与磁通密度B和等效截面积S有关;
B = μ*H, 磁通密度B与磁导率μ和磁感应强H度有关;
H = N*I/len单位为A/m,式中:H为磁场强度,N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位为A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。
L: 电感感量,根据定义有:电感感量与匝数和磁导率,截面积及磁路长度有关;
L = N*Φ/I= N*(B*S)/I = N*(μ*H*S)/I = N*(μ*H*len*S)/(I*len) = N*(μ*N*I*S)/(I*len) = N^2*μ*S/len

当通入电感的电流很大时,μ=B/H,H很大,B已达到最大值不再变化,那么μ趋向于零,所以相应的电感L也趋向于零


一个线圈通过电流时,线圈中便有磁场产生,描述这个磁场有两个物理量,一个是磁场强度,用H来表示,它与线圈的圈数和流过线圈的电流强度的乘积(又称安匝数AN)有关;

另一个是磁感应强度(又称磁通密度),用B来表示,B的大少除与安匝数有关外,还与线圈中的介质有关。如果介质是空气,那么H和B是线性关系,不存在磁饱和现象;如果介质是铁磁材料时,同一线圈流过同样的电流(H相同)的条件下,导磁率用μ来表示。


ΔB=Ip*L/Ae*Np;饱和磁通密度=(电流*电感量) / (截面积*匝数)


在铁磁材料中,μ不是固定的常数B和H之间不是线性关系,如附图所示。在图中可见,曲线的A点附近曲线开始弯曲,再往上,B值的变化越来越平缓,H变化而B值变化很少的现象我们就称为磁饱和现象。磁饱和后,线圈中电流再增加,电感中的磁通基本不再增加。又因为L= N^2*μ*S/len,且u=B/H,所以u减小,故L减小。

故通常高温下,

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