磁芯各參數(shù)詳解

一、磁芯初始磁導(dǎo)率磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值稱為磁導(dǎo)率。p二p二B/Hp表示材料被議佬的難易程度單位:SWJ亨利/米H/m單位?磁導(dǎo)率的不同含義：-真空磁導(dǎo)率:在真空中,比=常數(shù)=4nxio-7H/m-相對(duì)磁導(dǎo)率：p「=p/比，口「無量綱（無單位）-磁導(dǎo)率:p=B/H初始磁導(dǎo)率高：相同圈數(shù)感值大，反之亦然；初始磁導(dǎo)率高：相同電流下容易飽和，反之亦然；初始磁導(dǎo)率高：低頻特性好，高頻差，反之亦然；初始磁導(dǎo)率高：相同產(chǎn)品價(jià)格高，反之亦然；1、 磁導(dǎo)率的測(cè)試儀器功能磁導(dǎo)率的測(cè)量是間接測(cè)量，測(cè)出磁心上繞組線圈的電感量，再用公式計(jì)算出磁心材料的磁導(dǎo)率。所以，磁導(dǎo)率的測(cè)試儀器就是電感測(cè)試儀。在此強(qiáng)調(diào)指出，有些簡(jiǎn)易的電感測(cè)試儀器，測(cè)試頻率不能調(diào)，而且測(cè)試電壓也不能調(diào)。例如某些電橋，測(cè)試頻率為100Hz或1kHz，測(cè)試電壓為0.3V，給出的這個(gè)0.3V并不是電感線圈兩端的電壓，而是信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的電壓。至于被測(cè)線圈兩端的電壓是個(gè)未知數(shù)。如果用高檔的儀器測(cè)量電感，例如Agilent4284A精密LCR測(cè)試儀，不但測(cè)試頻率可調(diào)，而且被測(cè)電感線圈兩端的電壓及磁化電流都是可調(diào)的。了解測(cè)試儀器的這些功能，對(duì)磁導(dǎo)率的正確測(cè)量是大有幫助的。2、 材料磁導(dǎo)率的測(cè)量方法和原理說起磁導(dǎo)率p的測(cè)量，似乎非常簡(jiǎn)單，在材料樣環(huán)上隨便繞幾匝線圈，測(cè)其電感，

找個(gè)公式一算就完了。其實(shí)不然，對(duì)同一只樣環(huán)，用不同儀器，繞不同匝數(shù)，加不同電壓或者用不同頻率都可能測(cè)出差別甚遠(yuǎn)的磁導(dǎo)率來。造成測(cè)試結(jié)果差別極大的原因，并非每個(gè)測(cè)試人員都有精力搞得清楚。本文主要討論測(cè)試匝數(shù)及計(jì)算公式不同對(duì)磁導(dǎo)率測(cè)量的影響。2.1計(jì)算公式的影響大家知道，測(cè)量磁導(dǎo)率p的方法一般是在樣環(huán)上繞N匝線圈測(cè)其電感L，因?yàn)榭赏频肔的表達(dá)式為：L=p0pN2A\(1)所以，由(1)式導(dǎo)出磁導(dǎo)率的計(jì)算公式為：p=L\/p0N2A (2)式中：I為磁心的磁路長(zhǎng)度，A為磁心的橫截面積。對(duì)于具有矩形截面的環(huán)型磁芯，如果把它的平均磁路長(zhǎng)度\=n(D+d)/2就當(dāng)作磁心的磁路長(zhǎng)度I，把截面積A=h(D-d)/2，p0=4nx10-7都代入(2)式得二、飽和磁通密度什么是磁通：磁場(chǎng)中垂直通過某一截面的磁感應(yīng)線總數(shù)，稱為磁通量(簡(jiǎn)稱磁通)什么是磁通密度：?jiǎn)挝幻娣e垂直通過的磁感應(yīng)線的總數(shù)(磁通量)稱為磁通密度，磁通密度即磁感應(yīng)強(qiáng)度。3?鐵磁材料由于磁化所產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)，不會(huì)隨外加磁場(chǎng)的增加而無限制的增加，當(dāng)外加磁場(chǎng)達(dá)到一定數(shù)值后，磁感應(yīng)強(qiáng)度值不再增加，鐵磁材料的這種性質(zhì)，稱為磁飽和。三、剩磁(BR)1..剩余磁化強(qiáng)度(remanence)的簡(jiǎn)稱。符號(hào)Br2?在磁性材料行業(yè)定義：永磁體經(jīng)磁化至技術(shù)飽和，并去掉外磁場(chǎng)后所保留的表面場(chǎng)Br,稱為剩余磁感感應(yīng)強(qiáng)度。簡(jiǎn)稱剩磁，用Br表示，單位為mT(KG)毫特斯拉。KG為電磁單位制，讀為千高斯。換算關(guān)系仃=10000GS,四、 矯頑力去掉外磁場(chǎng)之后，鐵磁材料內(nèi)仍然有剩磁。要使剩磁的B值減小到零，必須加上相應(yīng)的反向外磁場(chǎng)(即使磁通密度等于零時(shí)的磁化力)，此反向磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為矯頑力。因此，矯頑力的單位與磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位相同，為A/m五、 功率損耗磁芯損耗是鐵磁物質(zhì)在交流磁化過程中，因發(fā)熱而消耗的能量，工程常稱為鐵損。它主要受材質(zhì)、工作頻率、磁感應(yīng)強(qiáng)度、波形等因素的影響。磁芯摑耗功率（◎山磁滯損耗（吒）、渦流損耗（此）和剩余損耗找）組成「即戶=片+尸.+￡ aI門氏中磁滯損耗是指每次磁化的過程屮內(nèi)克服磁疇壁摩擦使磁芯發(fā)檢所消耗掉的能站渦流損社#指磁芯小的交變磁場(chǎng)川廣V.的渦流流過磁芒周邊也且而引起的歐姍扭耗；剰介損耗圧甫于碗性滯!二效冋或磁化弛ft效應(yīng)芍屯的損耗向■:閣丨乜為磁芯的磁滯冋線，斗EV外加磁城吋.礒性材料勾部的磁感M強(qiáng)度的變乞滯苗于磁城爼吃的變化、從門使砸性材料勾部的磁感M臥龍卩峙磁城強(qiáng)旳比問表現(xiàn)丁L-卜完整的瞰化周期代.譽(yù)入磁芯的能量：NA丁L-卜完整的瞰化周期代.譽(yù)入磁芯的能量：NA——x一-dt- NA——x一J-由叫dtN九山N\v=?■■n+Tnidi-ffljHdB+=VX（幾旳-幾』+g⑺窗4隔(L-2J從（i-2）式可以看出毎單位體積磁芯的損托就等于具產(chǎn)生的磁邯I訓(xùn)線的iffi積口斗磁芯繞組加上交流電H；時(shí).產(chǎn)空的交變磁通在磁芯杲體內(nèi)通過.從而產(chǎn)比感應(yīng)電流「該電流隹磁芯內(nèi)是圍繞磁感應(yīng)軽度方冋呈漩渦狀流動(dòng).因此稱之為潸流?I川磁芯導(dǎo)體存在一定的電阻值.當(dāng)渦流流過這亍電阻就會(huì)產(chǎn)生焦耳熱效應(yīng)，形成渦流損耗;渦流除了產(chǎn)生熱損耗還會(huì)產(chǎn)⑴磁效應(yīng)，I対為它聽建丸的磁通作用丁磁路中十對(duì)匸磁逋變化也阻礙作川「從而使得磁通分布變得不再均勻■而是趨向于磁芯表虬這種現(xiàn)象稱之為集膚敦M⑺U渦流損耗和集膚效應(yīng)統(tǒng)稱為渦流效應(yīng)*為了減小這種效應(yīng)'一般將整塊磁芯用相垃絕緣的許多片薄沖疊在?起形成相刈截而積的磯芯來代替u這擇可IXM認(rèn)為每?薄帶內(nèi)磁通分布均勻,而R對(duì)于每片薄帶來說渦流電阻增大.渦流減小?同吋感，應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小十從而降低了渦流損耗口感芯在磁化和反磁化的過程中，磁化狀態(tài)匝概化強(qiáng)度變化用冊(cè)要」定的時(shí)I用廠才會(huì)變化到它的最終狀態(tài),這就是引起剩余損耗的E要原甌一般情況下（兆赫茲以F）剩余損耗*11對(duì)于前兩種損耗兄很■＞的，所以這里不多考慮，匸箜研究前兩種損耗?需要特別扌刖:的是焜管前面說過犠滯I訓(xùn)線的畫稅代表磁滯損耗川磁性兀件在實(shí)效應(yīng)和剩余損琵的時(shí)間效丿亂兇此可以直接通過實(shí)驗(yàn)測(cè)址勸態(tài)礒滯冋線的總面積來到血恬磁滯妝卷渦流損耗亦剩余損耗的總損2.2」測(cè)童方袪介紹磁芯損耗的精確測(cè)量既可以為T程應(yīng)用工接提供損耗數(shù)井；?又可以輔助理論研魚為損耗模型公噸的建立提供擬合和驗(yàn)證數(shù)據(jù).是磁苦損耗研究的一頂重要內(nèi)猝'何很-UIJR器可以實(shí)用磯芯損耗的測(cè)量〃然而隨君對(duì)磁性兀件的深入研究和激勵(lì)倍號(hào)的肓頻多樣化'很多儀器已不再適用或押精度達(dá)不到要求,閔此卜分有必要進(jìn)―■步提鬲磁芯損耗的測(cè)雖范陽和測(cè)雖精度。磁芯損耗的測(cè)吐可以分為間接測(cè)昴法和口接測(cè)蜀法，問接測(cè)最法是通過磁性元件儀.kii抗分析儀或亡橋測(cè)量等；遼接測(cè)雖法就址通過遼接測(cè)雖磁尼:的激勵(lì)電壓和流過電流來獲得損耗，-股都恵通疋廠波器來畫成2.2AA熱量等效法損耗與敬量是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，兇此可以通過測(cè)量磁芯的溫度變化來計(jì)算發(fā)熱量戔井最緣得到對(duì)應(yīng)的損耗口測(cè)量時(shí)需農(nóng)先準(zhǔn)備一個(gè)煤證絕熱時(shí)容器戔井在其中注入定量的電絕緣液體,把加上激勵(lì)信號(hào)的磁芯放入液體屮.并在測(cè)雖過程屮通過攪拌器進(jìn)行攬拌，以保旺產(chǎn)??熱址的均何分布，如圖2.3所喬閣2.3熱量等效法測(cè)量損耗什架實(shí)際測(cè)量過程中，熱量的計(jì)算希要很多材料、介質(zhì)的參數(shù)’而且容器的絕熱和液體熱量的均勻分布都是相對(duì)的，這都會(huì)給熱量的計(jì)算帶來誤差円因此實(shí)驗(yàn)過程中一般通過熱詁等效法來得到損枉.即保證測(cè)業(yè)裝決■和％臉環(huán)境不變的前提用…個(gè)容易計(jì)算損耗的兀件如電阻替代碣芯放入絶緣液1$+^.1.1過改變流過七隨的電流也他得在相同時(shí)間內(nèi)與激勵(lì)磁芯產(chǎn)生相同的溫開.則認(rèn)為此時(shí)電阻元杵的損耗即等于磁芯損耗叭珅論上講熱誑等效法是妝耗測(cè)顯精度最M的…種方法十小足這種方法測(cè)得的損耗辺乳了繞組損耗「因此/適用繞組損耗所占比例較小陌磁芯D対爐這腫方次對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的粘度耍求非常高，測(cè)試人員的操作十分復(fù)雜，而且每機(jī)測(cè)雖耗時(shí)很玄，因此很難大范圍扭廣應(yīng)用。2,2.L2K?H分析儀1.12.1卩的分析己經(jīng)指沖動(dòng)態(tài)磁滯制線的M積直接對(duì)應(yīng)著攝芯損耗，B-H分析儀就走逋過繪制激勵(lì)醯芯的B-H曲線并計(jì)算其面積來得到磁芯損耗的，例如日本巖斷公I(xiàn)?華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論丈司的SY系列B-H分析儀衣操作簡(jiǎn)單，內(nèi)部帶有相位狡正系統(tǒng)，具有較高的測(cè)試精度，不過在高頻罪正弦信號(hào)卜逞#仍然會(huì)明顯加大，而幾具價(jià)格昂貴、他難評(píng)及應(yīng)用口X2.13阻抗分析儀軌電橋測(cè)量六、磁阻由磁介質(zhì)的性質(zhì)、形狀、大小等阻止磁力線通過，即影響磁通量的參數(shù)，稱為磁阻磁通量=磁通勢(shì)/磁阻