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開關(guān)變壓器:直流脈沖對(duì)鐵芯的磁化

作者: 時(shí)間:2012-01-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
飽和。

  的伏秒容量對(duì)曲線的影響非常大,的伏秒容量越大,對(duì)應(yīng)每個(gè)電壓產(chǎn)生的磁通密度增量ΔB相對(duì)也越小,磁通密度的最大值Bm也越小;同樣一種鐵芯材料,選取不同的變壓器的伏秒容量,對(duì)應(yīng)的Bm值和Br值也是不一樣的。因此,變壓器的伏秒容量對(duì)于變壓器設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的參數(shù)。

  如果變壓器的伏秒容量取得比較小,而加到變壓器初級(jí)線圈a、b兩端的電壓幅度又比較高,且脈沖寬度也比較寬,則流過變壓器初級(jí)線圈的勵(lì)磁電流將很大;此時(shí),變壓器鐵芯中的磁通密度將很容易出現(xiàn)飽和。當(dāng)變壓器鐵芯中的磁通密度出現(xiàn)飽和的時(shí)候,磁通密度B或磁通將不會(huì)隨著磁場強(qiáng)度或勵(lì)磁電流的增加而增加,此時(shí)的最大磁通密度一般稱為飽和磁通密度,用Bs表示,對(duì)應(yīng)的磁通密度增量用ΔBs表示。

  這里還需補(bǔ)充說明:變壓器鐵芯充磁和退磁的過程雖然與電容器充放電的過程很相似,但還是有很大區(qū)別的。電容器充滿電后,如果電源斷開,不再對(duì)電容器繼續(xù)充電,則電容器會(huì)對(duì)負(fù)載放電,并且放電過程將會(huì)一直進(jìn)行下去,直到電容器存儲(chǔ)的電荷全部釋放光為止;而變壓器鐵芯被到磁通密度的最大值Bm后,變壓器初、次級(jí)線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢,以及其感應(yīng)電流產(chǎn)生的反向磁場對(duì)變壓器鐵芯進(jìn)行退磁,卻不能使磁通密度由最大值Bm退回到零,而只能退回到剩余磁通密度Br。

  當(dāng)磁場強(qiáng)度H下降到零時(shí),變壓器鐵芯中的磁通密度不能跟隨返回到零,而只能退回到剩余磁通密度Br。這種現(xiàn)象稱為變壓器鐵芯具有磁矯頑力,簡稱矯頑力,用Hc表示;這同時(shí)也說明變壓器鐵芯鐵芯的過程是不可逆的。變壓器鐵芯存在磁矯頑力這是鐵磁材料或磁性材料最基本的性質(zhì);不同性質(zhì)的磁性材料,其具有的磁矯頑力大小也不同;一般變壓器鐵芯都選用磁矯頑力較小的鐵磁物質(zhì)為制造材料。

  變壓器鐵芯的磁矯頑力Hc與剩余磁通密度Br的概念是不一樣的,從磁矯頑力的定義來說,磁矯頑力Hc就是變壓器鐵芯退磁時(shí),由最大剩余磁通密度Brm下降到0,對(duì)應(yīng)所需要的磁場強(qiáng)度,不過這里的最大剩余磁通密度Brm是指變壓器鐵芯達(dá)到磁飽和時(shí)所產(chǎn)生的剩余磁通密度Br,因?yàn)橐话阋饬x的剩余磁通密度Br都是對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)最大磁通密度來說的。

  但我們不要理解為,只有變壓器鐵芯達(dá)到磁飽和后,才會(huì)有磁矯頑力;在變壓器鐵芯被磁化的過程中,磁矯頑力從始至終都是存在的,只不過與習(xí)慣上定義的Hc在數(shù)值上不一樣。磁矯頑力與導(dǎo)磁率一樣,也是人們用來掩蓋住人類至今還沒有完全揭示的,磁場強(qiáng)度與電磁通密度之間內(nèi)在關(guān)系的概念。

  因此,嚴(yán)格來說,磁矯頑力也是隨著磁場強(qiáng)度H大小改變的,它與磁通密度一樣,會(huì)隨著磁場強(qiáng)度H的增大,而趨于飽和。這就是為什么,變壓器鐵芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br最終能夠分別穩(wěn)定在某個(gè)數(shù)值之上的主要原因。

  由圖2-2我們可以看出,隨著磁通密度的增加,需要磁場強(qiáng)度增加更大,因?yàn)殍F芯的導(dǎo)磁率會(huì)隨著磁場強(qiáng)度的增大反而變小,而鐵芯的磁矯頑力也不會(huì)因磁場強(qiáng)度的增大而增大,它總會(huì)有一個(gè)極限值;當(dāng)變壓器線圈中產(chǎn)生反電動(dòng)勢和感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的反向磁場對(duì)變壓器鐵芯進(jìn)行退磁時(shí),鐵芯的導(dǎo)磁率和磁矯頑力的增量反而會(huì)向增大的方向變化,因此,對(duì)于每輸入一個(gè)脈沖電壓,總可以在磁通密度和磁場強(qiáng)度以及磁矯頑力三者之間找到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn),使變壓器鐵芯中的最大磁通密度Bm和剩余磁通密度Br能夠達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。


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