《整數(shù)匝與非整數(shù)匝在磁性元件應(yīng)用中的比較分析》1300字

整數(shù)匝與非整數(shù)匝在磁性元件應(yīng)用中的比較分析綜述1.1建立整數(shù)匝在磁性元件中電磁場(chǎng)模型圖1.1整數(shù)匝變壓器結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示，用Maxwell建立了整數(shù)匝在磁場(chǎng)中的模型，變壓器為傳統(tǒng)的E型，匝數(shù)為10匝。1.2建立分?jǐn)?shù)匝變壓器模型并分析對(duì)于采用鐵氧體磁芯的傳統(tǒng)E型磁性元件，在工程上其繞組匝數(shù)一般采用整數(shù)匝的形式，如圖1.1所示。但在一些特殊的場(chǎng)合中，為了方便PCB布線等要求，也存在繞組多“半匝”或少“半匝”的情況(這里稱之為分?jǐn)?shù)匝繞組)。整數(shù)匝繞組磁件的分析方法目前已經(jīng)研究較多，而分?jǐn)?shù)匝繞組的分析則相對(duì)較少。分?jǐn)?shù)匝繞組相對(duì)于整數(shù)匝繞組的理論分析是否是單純將整數(shù)匝繞組的匝數(shù)換成相應(yīng)的分?jǐn)?shù)匝呢?它是否與整數(shù)匝繞組具有一樣的磁芯飽和特性與變壓器耦合特性呢?目前對(duì)于這些問題尚無完整的分析結(jié)果。(a)整數(shù)匝和分?jǐn)?shù)匝繞組(b)分?jǐn)?shù)匝變壓器磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)圖圖1.1結(jié)構(gòu)體1.2.1分?jǐn)?shù)匝變壓器的優(yōu)勢(shì)對(duì)于傳統(tǒng)的中柱開氣隙而邊柱無氣隙的整數(shù)匝磁件中，其磁通分布圖如1.2(a)所示。(a)磁力線分布圖(b)整數(shù)匝磁件中柱及邊柱B大小圖1.2整數(shù)匝磁件中磁芯的B的分布設(shè)中柱截面積為A。，則邊柱的截面積為Ae/2。當(dāng)磁件繞組為整數(shù)匝時(shí)。中柱中的磁通密度B0，邊柱中的磁通密度且為： B0=B1=綜合式(4-1)和式(3-2)可得整數(shù)匝磁芯中的B的大小，如圖8(b)所示。圖中磁芯中柱中的B與R0／R。無關(guān)。在傳統(tǒng)的中邊開氣隙而邊柱無氣隙的分?jǐn)?shù)匝磁件中,磁芯中的磁力線分布圖如圖9所示。其中Loopl是由中柱N匝繞組所產(chǎn)生的磁力線分布圖；Loop1為1匝邊柱繞組所產(chǎn)生的磁力線分布圖。這里要說明的是Loop0中由于磁芯邊柱無氣隙而使得邊柱的磁阻遠(yuǎn)小于中柱的磁阻，磁力線均集中在邊柱中。圖1.3分?jǐn)?shù)匝磁件中磁芯的磁力線分布圖綜合式(2)、(3)及(7)可得分?jǐn)?shù)匝磁芯中的B的大小，如圖1.2所示。從圖1.2(a)中可看出R<<R0中柱磁通密度B與R0／R1。變化無關(guān)而在邊柱中，邊柱磁通密度B隨R0／R1的變化而劇烈變化。當(dāng)R1越小時(shí)，邊柱的B越大。因而對(duì)于傳統(tǒng)邊柱無氣隙的E型磁件，分?jǐn)?shù)匝繞組由于邊柱氣隙接近于零，因而極易出現(xiàn)邊柱磁芯飽和的問題。(a)分?jǐn)?shù)匝中柱B的大小(b)分?jǐn)?shù)匝邊柱B大小圖1.4分?jǐn)?shù)匝磁件中柱及邊柱B大小1.2.2分?jǐn)?shù)匝變壓器的劣勢(shì)由1.2.1部分的分析可知，傳統(tǒng)邊柱無氣隙的E型磁件在分?jǐn)?shù)匝的場(chǎng)合中易出現(xiàn)邊柱磁飽和和漏感大的缺點(diǎn)。而導(dǎo)致這兩個(gè)問題出現(xiàn)的根本原因?yàn)椋?)分?jǐn)?shù)匝繞組；2)磁芯中柱氣隙遠(yuǎn)大于邊柱氣隙。分?jǐn)?shù)匝繞組在不可避免的情況下，只能通過優(yōu)化磁芯的結(jié)構(gòu)，使中柱氣隙不會(huì)遠(yuǎn)大于邊柱氣隙。在這方面可采用分布?xì)庀兜姆绞剑丛贓型磁件的三個(gè)柱上均開氣隙，但這增加了磁件的生產(chǎn)和加工的難度。另一種方式即改變傳統(tǒng)磁件的磁芯結(jié)構(gòu)。UUI型磁件在損耗和成本控制上有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，是新生的優(yōu)秀磁芯結(jié)構(gòu)。1.3本章小結(jié)結(jié)論本文對(duì)分?jǐn)?shù)匝式的磁件的電感穩(wěn)定性、磁芯偏磁特性及耦合特性進(jìn)行了詳細(xì)的分析和比較，得到的結(jié)論如下：（1）傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)匝E型磁件的電感值依賴于邊柱與中柱磁阻的比值，感量穩(wěn)定性差；其磁心由于1匝原邊邊柱繞組及邊柱無氣隙的影響，邊柱中存在較大的偏磁，極易飽和；同時(shí)其變壓器漏感除了整數(shù)匝繞組所產(chǎn)生的漏感外；還包含由1匝原邊邊柱繞