详解漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系吗?
如果磁芯不需要气隙,则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯,特别是工作频率高的电源变压器,因为,有一点漏感,就容易产生比较大的漏阻抗。封闭磁芯的磁通基本上集中在磁芯里面,漏磁小。
同时,不论外界干扰磁场从哪个方向侵入,都在磁芯中分为两个方向通过,产生的干扰互相抵消。但是,封闭磁芯绕线困难,且环形磁芯散热要通过线圈,而且内层引出线也要穿过线圈引出,故必须加强绝缘。不封闭磁芯绕线容易,磁芯散热面大,可直接散热,引出线也容易。
建议装线圈的磁路部分为圆柱形截面,减少平均匝长,降低损耗。矮胖圆柱形磁芯的漏磁和漏感比瘦高圆柱形磁芯大,一个原因是胖,圆柱形大,漏磁辐射面大;另一个原因是矮,上下两磁轭距离近,容易形成漏磁通的路径。不封闭磁芯中的气隙大小和位置与漏磁和漏感有密切关系。在保证完成功能所需的气隙条件下,尽可能减少气隙尺寸。因为,气隙尺寸增大,不但增加漏磁和漏感,还减少等值磁导率,增加激磁功率,对高频电源变压器工作不利。
另外,气隙的位置最好处于线圈的中间部位,可以起到减少气隙漏磁通的作用窗口面积的大小与线圈发热损耗和散热面积有关。窗口面积大,绕的电磁线截面大,电阻小,损耗小,发热小。
同时,线圈外形尺寸大,散热面积也大。“辨析”一文中提出窗口面积利用问题,不能采取完全肯定和完全否定的态度。一般在留足工艺需要的窗口面积以后,希望尽可能把窗口面积绕满。如果不能充分利用窗口面积,将会造成磁芯尺寸和变压器外形尺寸不必要的增大,有可能要增加材料成本。因此,在高频电源变压器磁芯结构设计中,对窗口面积的大小,要综合考虑各种因素后来决定。“辨析”一文中关于填满磁芯窗口主要是受工频磁性元件设计的影响的理由并不成立。工频变压器的铜损比铁损大,为了增加线圈散热面积,磁芯与线圈之间留有足够的气隙,有时原绕组和副绕组之间也留有气隙。而不是“强调铁芯和绕组的整体性,因而不希望铁芯与绕组中间有气隙”。也不是“设计成绕组填满整个窗口,从而保证其机械稳定性”。线圈和磁芯既然不是一个整体,必须分别用夹件固紧,才能保证各自的机械稳定性。同时,为了保证足够的绝缘距离,线圈两端和绕组之间都必须留有气隙,不可能用绕组填满整个窗口。
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