開關(guān)變壓器之鐵芯磁滯損耗分析

磁滯損耗和后面介紹的渦流損耗是變壓器鐵芯的主要損耗，這兩種損耗是可以通過實(shí)驗(yàn)的方法來進(jìn)行測量的，但要把兩種損耗嚴(yán)格分開，在技術(shù)上還是有點(diǎn)難度。

順便指出，上面主要是針對雙激式開關(guān)變壓器鐵芯的磁滯損耗進(jìn)行原理分析，對于單激式開關(guān)變壓器，由于其磁化曲線只限于磁通密度和磁場強(qiáng)度均為正的一側(cè)，磁通密度變化的范圍基本上都在Br和Bm之間，相對來說比較?。划?dāng)輸入直流脈沖電壓的幅度和寬度不變時(shí)，Br和Bm的相對位置是基本不變的，其磁化曲線與等效磁化曲線（勵(lì)磁電流的負(fù)載曲線）基本重合，因此，磁滯回線的面積接近等于0，變壓器鐵芯的磁滯損耗也接近等于0，如圖2-14所示。

只有當(dāng)輸入直流脈沖電壓的幅度和寬度不斷地改變時(shí)，Br和Bm的相對位置才會(huì)跟隨輸入電壓不斷地變化，此時(shí)，其磁化曲線與等效磁化曲線（勵(lì)磁電流的負(fù)載曲線）不再重合，磁化曲線會(huì)不停地上下跳動(dòng)，磁滯回線的面積也在不停地改變，因此，變壓器鐵芯的磁滯損耗不能認(rèn)為等于0。

在圖2-14中，虛線B或0-B-B為變壓器鐵芯的初始磁化曲線；當(dāng)輸入直流脈沖的幅度比較低，或脈沖寬度比較窄時(shí)，磁通密度由Br1沿著磁化曲線a-b上升，到達(dá)Bm1后脈沖結(jié)束，然后磁通密度由Bm1沿著磁化曲線b-a下降回到Br1，虛線1是其等效磁化曲線。

當(dāng)輸入直流脈沖的幅度比較高，或脈沖寬度比較寬時(shí)，磁通密度由Br2沿著磁化曲線c-d上升，到達(dá)Bm2后脈沖結(jié)束，然后磁通密度由Bm2沿著磁化曲線d-c下降回到Br2，虛線2是另一條等效磁化曲線。

因此，當(dāng)輸入直流脈沖電壓的幅度和寬度不斷地改變時(shí)，變壓器鐵芯的磁通密度就會(huì)在1和2兩條等效磁化曲線之間對應(yīng)的磁化曲線上來回變化。

顯然，磁通密度從等效磁化曲線1跳到等效磁化曲線2是需要能量的。如圖2-14中，假設(shè)磁通密度由Br1上升到Bm2，但磁通密度下降時(shí)不會(huì)返回到Br1，而只能返回到Br2。因此，磁通密度上升與下降的幅度不一樣，產(chǎn)生的這個(gè)差值就是磁滯損耗。不過，單激式開關(guān)變壓器鐵芯的磁滯損耗相對于雙激式開關(guān)變壓器鐵芯磁滯損耗來說，還是很小的，甚至可以忽略。

單激式開關(guān)變壓器鐵芯的磁滯損耗小的原因，是因?yàn)榱鬟^變壓器初級(jí)線圈勵(lì)磁電流的方向不會(huì)來回改變，并且當(dāng)控制開關(guān)斷開時(shí)，流過變壓器初級(jí)線圈中的勵(lì)磁電流也被切斷，原來勵(lì)磁電流存儲(chǔ)于變壓器鐵芯中的磁能量會(huì)轉(zhuǎn)換成反電動(dòng)勢向負(fù)載提供輸出；

而雙激式開關(guān)變壓器則相反，流過變壓器初級(jí)線圈勵(lì)磁電流的方向會(huì)來回改變，原勵(lì)磁電流存儲(chǔ)于變壓器鐵芯中的磁場能量將被新勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)制退磁，它不會(huì)向負(fù)載提供能量輸出，而只能轉(zhuǎn)化成熱能被損耗在變壓器鐵芯之中。

磁滯損耗在一般變壓器鐵芯中會(huì)引起磁致伸縮，使變壓器鐵芯產(chǎn)生機(jī)械變形和產(chǎn)生振動(dòng)，并發(fā)出聲音；有時(shí)這種聲音還很令人討厭，特別是產(chǎn)生調(diào)制交流聲的時(shí)候；解決的辦法只能改變開關(guān)電源的工作頻率和控制信號(hào)調(diào)制包絡(luò)的頻率；如果磁致伸縮的頻率與變壓器鐵芯機(jī)械振動(dòng)（自由震蕩）的頻率相同，可能還會(huì)產(chǎn)生共振，會(huì)對變壓器造成損傷，這種情況要嚴(yán)格防止發(fā)生。