(連載63)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯氣隙的選取

 (連載63)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯氣隙的選取
(連載01)開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理
(連載02)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路 (連載03)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感的計(jì)算
(連載04)串聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算(2)
(連載05)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源 (連載06)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算
(連載07)反轉(zhuǎn)式串聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容的計(jì)算
(連載08)并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源的工作原理
(連載09)并聯(lián)式開(kāi)關(guān)電源輸出電壓濾波電路 (連載10)并聯(lián)開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能電感的計(jì)算
(連載11)單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載12)單激式變壓器開(kāi)關(guān)電源工作原理 (連載13)正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載14)正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) (連載15)正激式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路參數(shù)的計(jì)算
(連載16)正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 (連載17)正激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初、次級(jí)線圈匝數(shù)比的計(jì)算 (連載18)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1
(連載19)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2
(連載20)開(kāi)關(guān)電源電路的過(guò)渡過(guò)程part1
(連載21)開(kāi)關(guān)電源電路的過(guò)渡過(guò)程part2
(連載22)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源電路參數(shù)計(jì)算 (連載23)反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 (連載24)反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器初級(jí)線圈電感量的計(jì)算
(連載25)反激式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) (連載26)雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1
(連載27)雙激式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2
(連載28)整流輸出推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載29)推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算
(連載30)推挽式變壓器開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電容參數(shù)的計(jì)算
(連載31)推挽式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 (連載32)推挽式開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) (連載33)半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載34)交流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1
(連載35)交流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2
(連載36)交流輸出單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part1
(連載37)交流輸出單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源part2
(連載38)單電容半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源輸出電壓 (連載39)整流輸出半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載40)半橋式開(kāi)關(guān)電源儲(chǔ)能濾波電感、電容參數(shù)的計(jì)算
(連載41)半橋式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 (連載42)半橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) (連載43)全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載44)整流輸出全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源 (連載45)全橋式開(kāi)關(guān)電源變壓器參數(shù)的計(jì)算 (連載46)全橋式變壓器開(kāi)關(guān)電源的優(yōu)缺點(diǎn) (連載47)開(kāi)關(guān)電源主要器件之開(kāi)關(guān)電源變壓器
(連載48)開(kāi)關(guān)變壓器的工作原理 (連載49)脈沖序列對(duì)單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part1
(連載50)脈沖序列對(duì)單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯的磁化part2
(連載51)變壓器鐵芯的初始磁化曲線
(連載52)單激式開(kāi)關(guān)電源變壓器的伏秒容量與初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算 (連載53)單脈沖序列對(duì)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵心的磁化 (連載54)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器伏秒容量與初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算
(連載55)各種波形電源變壓器初級(jí)線圈匝數(shù)的計(jì)算
(連載56)雙激式開(kāi)關(guān)電源變壓器存在的風(fēng)險(xiǎn) (連載57)開(kāi)關(guān)電源變壓器磁滯損耗分析-part1
(連載58)開(kāi)關(guān)電源變壓器磁滯損耗分析－part2
(連載59)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯磁滯回線測(cè)量－part1
(連載60)開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯磁滯回線測(cè)量－part2
(連載61)開(kāi)關(guān)電源變壓器渦流損耗分析－part1
(連載62)開(kāi)關(guān)電源變壓器渦流損耗分析－part2
2-1-1-11．開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯氣隙的選取
前面已經(jīng)提過(guò)，單擊式開(kāi)關(guān)電源變壓器由于輸入電壓為單極性電壓脈沖，當(dāng)脈沖幅度和寬度超過(guò)變壓器的伏秒容量時(shí)，變壓器鐵芯將出現(xiàn)磁飽和。為了防止開(kāi)關(guān)變壓器鐵芯出現(xiàn)磁飽和簡(jiǎn)單的方法是在變壓器鐵芯中留氣隙，或采用反磁場(chǎng)。 當(dāng)在變壓器鐵芯中留有氣隙時(shí)，由于空氣的導(dǎo)磁率只有鐵芯導(dǎo)磁率的幾千分之一，磁動(dòng)勢(shì)幾乎都降在氣隙上面；因此，留有氣隙的變壓器鐵芯，其平均導(dǎo)磁率將會(huì)大大下降；不但剩余磁通密度也會(huì)降低，而且大磁通密度Bm可以達(dá)到
飽和磁通密度Bs；從而使磁通增量增大，變壓器鐵芯不再容易出現(xiàn)磁飽和。如圖2-24所示是留有氣隙的變壓器鐵芯的工作原理圖與磁化曲線圖 。 在圖2-24-a中，假設(shè)l1 為氣隙長(zhǎng)度，變壓器鐵芯磁路的總長(zhǎng)度為 lc，則磁路的磁通勢(shì)為：
△Hlc=△B(l1-lc)/μc +△Bl1/μ0
上式中， μc為變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率； μ0為空氣的導(dǎo)磁率，其值約等于1； lc為變壓器鐵芯磁路的總長(zhǎng)度； l1為氣隙的長(zhǎng)度； △H為磁場(chǎng)強(qiáng)度增量； △B為磁通密度增量。 由于 lc >>l1 ，μ0≈1 ，所以，( lc－l1 )≈lc ，因此上式可化簡(jiǎn)為：

上式中， μa為有氣隙鐵芯的平均導(dǎo)磁率， μc為變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率， l1為氣隙的長(zhǎng)度， lc為變壓器鐵芯磁路的總長(zhǎng)度。 (2-72)式中，由于μc 不是一個(gè)常數(shù)，我們不能用求導(dǎo)數(shù)的方法把 l1當(dāng)成一個(gè)變數(shù)來(lái)求 μa的大值；另外，求 μa的大值也不是我們的主要目的；我們的愿望是在大磁通密度增量 △B 的條件下，要求平均導(dǎo)磁率 μa也能達(dá)到大。 我們?cè)賮?lái)看圖2-24-b。在圖2-24-b中，虛線表示變壓器鐵芯沒(méi)有氣隙時(shí)的磁滯回線，實(shí)線表示變壓器鐵芯留有氣隙時(shí)的磁滯回線，其中磁化曲線o-a為留有氣隙鐵芯的基本磁化曲線。這里的基本磁化曲線與初始磁化曲線并不完全相同，這里的基本磁化曲線相當(dāng)于磁化曲線的幾何平均值，以便用于分析磁場(chǎng)強(qiáng)度增量 △H 與磁感應(yīng)密度增量 △B 的關(guān)系。 顯然，對(duì)應(yīng)每一個(gè)氣隙長(zhǎng)度的取值就有一組相應(yīng)的磁滯回線；但不管氣隙長(zhǎng)度取得多大，鐵芯的大磁通密度Bm只能達(dá)到鐵芯磁飽和時(shí)對(duì)應(yīng)的Bs值，它不會(huì)隨著氣隙長(zhǎng)度l1 的增長(zhǎng)而繼續(xù)增長(zhǎng)；而鐵芯的剩余磁通密度Br也不會(huì)因氣隙長(zhǎng)度l1增長(zhǎng)而大幅度下降。因此， l1應(yīng)該有一個(gè)佳值，它應(yīng)該既要兼顧磁通密度增量 △B的大，也要兼顧平均導(dǎo)磁率μa 達(dá)到大的條件。 為了求出 的佳值，我們可以沿著基本磁化曲線o-a不斷地畫(huà)切線，如圖中切線o-b；切線與H軸夾角β 的正切值tgβ 就是此點(diǎn)的導(dǎo)磁率；當(dāng)切線的相切點(diǎn)位于大磁通密度增量△B 的二分之一位置上時(shí)，這點(diǎn)的正切值tgβ 就可以認(rèn)為等于平均導(dǎo)磁率μa ；由此我們可以看出平均導(dǎo)磁率μa 總是小于或者等于正切值 tgβ 。