电感设计 磁原件

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1、第五部分磁元件张心益2011.12.13版权所有人声明版权所有人声明：版权所有人声明：：：本文档不得翻印传播或用于商业用途本文档不得翻印传播或用于商业用途第五部分磁元件•基本磁理论•电感设计•变压器设计1第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论输入端口参数磁参数第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁场理论电场理论2第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁动势和磁场强度的关系:磁通密度和磁通的关系:第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论FARADAY定律:3第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁

2、理论AMPERE定律:第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁性材料特性磁性材料的磁特性真空磁特性4第五部分磁元件磁性材料基本特性磁导率u=B/H相对磁导率意义:磁化曲线的斜率,为真空磁导率初始磁导率ui:磁化曲线开始时的磁导率一般磁性材料手最大磁感应强度册给出的值磁感应强度增量工作采用的磁场强度和磁感应强度磁场强度增量第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论5第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论注意上面公式为交流正弦波时成立6第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第

3、一章基本磁理论第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论电感自感量电感自感量（电感自感量（（（电感量电感量电感量）：电感量）：等同三极管等同三极管，等同三极管，，，磁心可认为时是一个磁心可认为时是一个B,H的放大元件,u即为放大倍数数数,根据法拉第电磁感应定律:VL×∆t=N×Ae×Bm根据磁场关系根据磁场关系:根据磁场关系:::Bm=µ×HH×lm=N×IL由安培环路定律:N×Ae××µHN×Ae××µNI×LVL==diL得得得:∆t∆×tlmVL=LN2×Ae×µ∆IdtL=×lm∆t所以可定义:2Ae×µL=N×ALAL=在此设想一下电感系

4、数的概念在此设想一下电感系数的概念：在此设想一下电感系数的概念：：：lm7第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论电感绕组匝数和磁芯截面积之间的关系电感绕组匝数和磁芯截面积之间的关系：电感绕组匝数和磁芯截面积之间的关系：：：根据电磁感应定律根据电磁感应定律：根据电磁感应定律：：：对于单匝线圈对于单匝线圈：对于单匝线圈：：：e则所有线圈则所有线圈：则所有线圈：：：磁通密度磁通密度：磁通密度：：：则则则：则：：：第五部分磁元件第二章第二章磁路计算第二章磁路计算磁场力磁场力：磁场力：：：所以所以：所以：：：令：因为因为：因为：：：模型磁阻8第五部分磁元

5、件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁路计算磁路计算：磁路计算：：：符合希尔霍夫电流定律符合希尔霍夫电流定律：符合希尔霍夫电流定律：：：节点物理结构物理结构：物理结构：：：节点电路模型电路模型：电路模型：：：磁路方程磁路方程：磁路方程：：：第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁路计算磁路计算：磁路计算：：：根据安培环路定律根据安培环路定律：根据安培环路定律：：：内部环路的总电流带气隙的磁路分析带气隙的磁路分析：带气隙的磁路分析：：：9第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁路计算磁路计算：磁路计算：：：安培环路定律安培环路定

6、律：安培环路定律：：：第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁路计算磁路计算：磁路计算：：：由法拉第定律由法拉第定律：由法拉第定律：：：及及及得得得：得：：：因此因此，因此，，，电感量为电感量为电感量为：电感量为：：：10第五部分磁元件第一章第一章基本磁理论第一章基本磁理论磁路计算磁路计算：磁路计算：：：增加了磁心饱和时的电流值增加了磁心饱和时的电流值，增加了磁心饱和时的电流值，，，但饱和磁场强度并但饱和磁场强度并未增加未增加。未增加。。。第五部分磁元件第二章第二章单绕组电感的设计第二章单绕组电感的设计电感中的电流波形电感中的电流波形：电感中的

7、电流波形：：：存在有直流成分无直流成分11第五部分磁元件第二章第二章单绕组电感的设计第二章单绕组电感的设计无直流电感的设计无直流电感的设计：无直流电感的设计：：：111，1，，，磁心的选择磁心的选择磁心的选择：磁心的选择：：：磁性材料的损耗磁性材料的损耗：磁性材料的损耗：：：选择原则磁损最低∆=BB磁磁磁1磁滞损耗心心心∆=BB2损损损耗耗耗∆=B0涡流损耗残留损耗工作频率第五部分磁元件第二章第二章单绕组电感的设计第二章单绕组电感的设计无直流电感的设计无直流电感的设计：无直流电感的设计：：：磁性材料的损耗磁性材料的损耗：磁性材料的损耗：：：111，1，，，残

8、留损耗残留损耗残留损耗：残留损耗：：：与磁性材料的性