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磁饱和及相关磁滞回线...

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maychang| | 2020-5-12 15:09 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
叶春勇 发表于 2020-5-12 11:27
没看懂。
带磁芯的电感,在饱和后,退化成空心电感。

之所以此帖9楼所附曲线以及20楼所附曲线是参数方程所确定的曲线,从曲线上附加的箭头就可以看出来。若非参数方程所确定的曲线,就不会有这样的箭头。此箭头所表示的,是时间的变化(增加)。

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andy520520| | 2020-5-12 15:24 | 只看该作者
本帖最后由 andy520520 于 2020-5-12 15:37 编辑
maychang 发表于 2020-5-12 15:05
此图中曲线,在H充份变大(曲线向右边或者左边延伸)后不是变成水平,而是具有一定正斜率。此为正值的斜率 ...

你意思是永远都达不到Bsat,是吗?
这个在测试变压器的饱和的时候不是磁场强度增加,而磁感强度不再增加吗?
真空的导磁率很低的,所以很空心线圈是很难磁饱和的Xu 大师那个英文的资料最后写的反激变压器设计的不是一个变压器是一个电感以及第二条初级线圈匝数的选择必须保证不至于
发生磁饱和这些跟这里讨论的问题是答非所问的
对于任何一个设计过flyback变压器的人都知道,变压器是相当于一个储能的电感
初级线圈的匝数Np = Vimin * Dmax / (Ae * delta B)
Ae 磁芯有效截面积,delta B就是我上面说的2600Gs ,
那么要保证足够的磁饱和裕量,可以适当增加Np ,在保持电感量不变的时候,实际上是增加了磁间隙

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maychang| | 2020-5-12 15:49 | 只看该作者
andy520520 发表于 2020-5-12 15:24
你意思是永远都达不到Bsat,是吗?
这个在测试变压器的饱和的时候不是磁场强度增加,而磁感强度不再增加吗 ...

"你意思是永远都达不到Bsat,是吗?"
当然不是这个意思。
真空导磁率和铁芯(磁通密度比较低时)导磁率相比较,确实比较低(可能只有铁芯导磁率的千分之一甚至更低),但不为零。测试变压器磁饱和,不是H增加而B不增加,而是H增加到一定程度,B增加得比较缓慢,就认为已经进入饱和。实际应用中,往往用不到铁芯饱和的程度,甚至不能用到浅饱和,那样变压器铁损就太大了。

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maychang| | 2020-5-12 15:52 | 只看该作者
andy520520 发表于 2020-5-12 15:24
你意思是永远都达不到Bsat,是吗?
这个在测试变压器的饱和的时候不是磁场强度增加,而磁感强度不再增加吗 ...

反激开关电源的变压器,仍然是一个变压器,但在工作中,功率管导通期间,因次级没有电流,致使初级绕组的行为恰如一个电感。为避免该电感的铁芯饱和,通常要在反激变换器的铁芯中加气隙。

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andy520520| | 2020-5-12 16:00 | 只看该作者
本帖最后由 andy520520 于 2020-5-12 16:13 编辑
叶春勇 发表于 2020-5-12 11:27
没看懂。
带磁芯的电感,在饱和后,退化成空心电感。

以上好像是错误的

磁气隙相关的公式如下

设初级线圈的匝数为Np ,电流为Ip , 磁路长度为lm ,  磁场强度为H , 磁感强度为B, 则有

Np * Ip = H * lm = lm * B / μ  ,   H = B / μ  ,μ为导磁率

加入气隙后

Np * Ip = ( lm * B ) /μm   +  (lg * B) /μg  ,  μg 为气隙中的导磁率

lm 为除掉气隙后其他的磁路长度,μm 为其导磁率  , 由于μm >>μg , 所以

Np * Ip  = lg * B /μg

lg =  Np * Ip *μ0 / B  ,  B = ( Lp * Ip) / ( Np * Ae )   ,  这里μ0为真空中的导磁率

μ0其值为4πx10^-7 H / m


变压器的气隙跟电感量成反比 ,跟磁芯的有效截面积成正比

lg = μ0 * Np^2 * Ae  /  Lp

  =   4π * 10^-7 * Np^2 * Ae (mm^2) /  Lp (mH)  ,   单位 mm

以上的公式表明在设计变压器时增加线圈Np,那么磁气隙增加(初级电感量不变的情况下),lg增加后,那么磁感强度B对于同样的流过电感的电流,B会减小,也就是说
通过增加磁气隙来减小B值,让电感存储更多的能量
空芯线圈是不容易发生磁饱和的

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26
andy520520| | 2020-5-12 16:15 | 只看该作者
maychang 发表于 2020-5-12 15:52
反激开关电源的变压器,仍然是一个变压器,但在工作中,功率管导通期间,因次级没有电流,致使初级绕组的 ...

是的,
我说的Xu大师在这个讨论中用那个英文资料
跟现在要讨论的东西是半毛钱关系都没有的

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叶春勇| | 2020-5-12 16:20 | 只看该作者
andy520520 发表于 2020-5-12 16:00
以上好像是错误的

磁气隙相关的公式如下

他们讨论的是深层次的东西。

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28
叶春勇| | 2020-5-12 16:26 | 只看该作者
andy520520 发表于 2020-5-12 16:15
是的,
我说的Xu大师在这个讨论中用那个英文资料
跟现在要讨论的东西是半毛钱关系都没有的 ...

坐等x,慢慢翻书。毕竟是21ic首席图书管理员。
x经常说别人抄书,他自己抄的也不少。
hwm的贴子翻过,有些是学习笔记。我记得有个帖子二端口网络abcd参数,正负号跟书上不一样。

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29
shalixi| | 2020-5-12 17:16 | 只看该作者
你们都不是搞电机电器设计的,所以说了那么多,没有一个人说到点子上。

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Lgz2006| | 2020-5-13 08:54 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-12 17:16
你们都不是搞电机电器设计的,所以说了那么多,没有一个人说到点子上。

曲线是否带个尖儿,曲线的终极是零还是真空,一下子也搞不清。你给说说呗,那边老9也有请。

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31
shalixi| | 2020-5-13 09:48 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2020-5-13 08:54
曲线是否带个尖儿,曲线的终极是零还是真空,一下子也搞不清。你给说说呗,那边老9也有请。 ...

你去哪了,可好?很久不见了。
一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了,也没有错,因为铁磁材料线性区的导磁率和空气导磁率差别之大,在一般的电磁设计中都可以忽略。你要找根据两方面都有很多。从铁磁材料的一般计算去考虑,老九是对的,从基本概念去说,H也是对的。至于那个曲线也一样,都有各自适用的地方,你要较真,也是没完没了。理论上这个曲线是尖的,实际上这种尖的曲线找不到的。实际测的都是光滑的,我没有测过,这个是我推测的。谁有条件,可以去实测一下,验准一下是否这样?东边岛上的人说太阳从海上升起,西边山地的人说,太阳从东边山头上升起,你说到底太阳是海上升起,还是山头升起?矛盾矛盾,是人总有短处。

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HWM|  楼主 | 2020-5-13 10:12 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-13 09:48
你去哪了,可好?很久不见了。
一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了, ...

“一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了,也没有错,因为铁磁材料线性区的导磁率和空气导磁率差别之大,在一般的电磁设计中都可以忽略。”

物理理论必须自洽,不可能既“A”又“B”。不能因为铁磁材料的磁导率较大就认为是磁通饱和了,起码还有个“真空磁导率”。磁化及其饱和,物理学书籍中有相关完整的理论表述。

就所谓“计算”而言,建议去看看那个所谓“磁饱和”中的计算,合理吗?

“至于那个曲线也一样,都有各自适用的地方,你要较真,也是没完没了。理论上这个曲线是尖的,实际上这种尖的曲线找不到的。实际测的都是光滑的,我没有测过,这个是我推测的。”

你都说“理论上这个曲线是尖的”,所以理论上没有异议。至于测量,注意实际器件样品存在有相应的分布特性,而且整个测量系统分布特性在一定的测量频率以上就不可忽略。所谓,严格意义上,无前提条件的测量结果是没有意义的。

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shalixi| | 2020-5-13 10:19 | 只看该作者
HWM 发表于 2020-5-13 10:12
“一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了,也没有错,因为铁磁材料线性 ...

那要看你看的什么书,物理书,你是对的,一般的变压器设计不考虑空气导磁率,可以把磁饱和看作磁通饱和。

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HWM|  楼主 | 2020-5-13 10:26 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-13 10:19
那要看你看的什么书,物理书,你是对的,一般的变压器设计不考虑空气导磁率,可以把磁饱和看作磁通饱和。 ...

你要说“近似”可以,但并不“就是”。

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maychang| | 2020-5-13 11:58 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-13 09:48
你去哪了,可好?很久不见了。
一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了, ...

在电机工程设计中,不能把气隙的导磁率看作零。普通电动机转子和定子之间必有气隙,气隙的大小决定了励磁电流。具有气隙的电感,也不能认为气隙的导磁率为零。如果导磁率为零,气隙的大小就不必考虑了:大气隙和小气隙,磁阻都是无穷大。

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maychang| | 2020-5-13 12:02 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-13 09:48
你去哪了,可好?很久不见了。
一个从物理角度说,饱和的不是B,没有错,一个从器具角度去说,B 饱和了, ...

这个磁滞曲线,我上学的时候做过实验,确实是“尖”的。
磁滞曲线,在真空管和示波器还没有发明出来之前,就有物理学家测试过了,当然不是用电子方法,而是使用冲击电流计。那时,就判断磁滞曲线是带“尖”的,而且从理论上给出了证明。

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maychang| | 2020-5-13 12:05 | 只看该作者
Lgz2006 发表于 2020-5-13 08:54
曲线是否带个尖儿,曲线的终极是零还是真空,一下子也搞不清。你给说说呗,那边老9也有请。 ...

世界上存在导磁率为零的情况,那就是超导体。

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shalixi| | 2020-5-13 12:47 | 只看该作者
maychang 发表于 2020-5-13 11:58
在电机工程设计中,不能把气隙的导磁率看作零。普通电动机转子和定子之间必有气隙,气隙的大小决定了励磁 ...

电机是这样,那变压器呢?

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maychang| | 2020-5-13 13:10 | 只看该作者
shalixi 发表于 2020-5-13 12:47
电机是这样,那变压器呢?

电力变压器极少加有气隙。电力工业中倒是某些电感加气隙。
开关电源中的变压器,某些电路的变压器必有气隙,例如单端反激电路。含直流成份的滤波电感则通常都加有气隙。
在这些电感磁路的计算中,仍然不能将气隙导磁率视为零,而是视为磁性材料导磁率的若干分之一。例如,导磁率为2000的铁氧体磁芯,加1mm气隙,气隙等效于1000mm磁性材料磁路长度,并由此计算磁路中的磁通,进一步计算电感量等等。如果气隙导磁率为零,那就相当于无穷长磁性材料构成的磁路了。

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shalixi| | 2020-5-13 13:17 | 只看该作者
maychang 发表于 2020-5-13 11:58
在电机工程设计中,不能把气隙的导磁率看作零。普通电动机转子和定子之间必有气隙,气隙的大小决定了励磁 ...

电机有气隙,有些电机算的就是气隙磁密,气隙没有饱和一说,算的是磁密分布。

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