磁芯各参数详解

一、磁芯初始磁导率磁感应强度与磁场强度的比值称为磁导率。p二p二B/Hp表示材料被議佬的难易程度单位:SWJ亨利/米H/m单位•磁导率的不同含义：-真空磁导率:在真空中,比=常数=4nxio-7H/m-相对磁导率：p「=p/比，口「无量纲（无单位）-磁导率:p=B/H初始磁导率高：相同圈数感值大，反之亦然；初始磁导率高：相同电流下容易饱和，反之亦然；初始磁导率高：低频特性好，高频差，反之亦然；初始磁导率高：相同产品价格高，反之亦然；1、 磁导率的测试仪器功能磁导率的测量是间接测量，测出磁心上绕组线圈的电感量，再用公式计算出磁心材料的磁导率。所以，磁导率的测试仪器就是电感测试仪。在此强调指出，有些简易的电感测试仪器，测试频率不能调，而且测试电压也不能调。例如某些电桥，测试频率为100Hz或1kHz，测试电压为0.3V，给出的这个0.3V并不是电感线圈两端的电压，而是信号发生器产生的电压。至于被测线圈两端的电压是个未知数。如果用高档的仪器测量电感，例如Agilent4284A精密LCR测试仪，不但测试频率可调，而且被测电感线圈两端的电压及磁化电流都是可调的。了解测试仪器的这些功能，对磁导率的正确测量是大有帮助的。2、 材料磁导率的测量方法和原理说起磁导率p的测量，似乎非常简单，在材料样环上随便绕几匝线圈，测其电感，

找个公式一算就完了。其实不然，对同一只样环，用不同仪器，绕不同匝数，加不同电压或者用不同频率都可能测出差别甚远的磁导率来。造成测试结果差别极大的原因，并非每个测试人员都有精力搞得清楚。本文主要讨论测试匝数及计算公式不同对磁导率测量的影响。2.1计算公式的影响大家知道，测量磁导率p的方法一般是在样环上绕N匝线圈测其电感L，因为可推得L的表达式为：L=p0pN2A\(1)所以，由(1)式导出磁导率的计算公式为：p=L\/p0N2A (2)式中：I为磁心的磁路长度，A为磁心的横截面积。对于具有矩形截面的环型磁芯，如果把它的平均磁路长度\=n(D+d)/2就当作磁心的磁路长度I，把截面积A=h(D-d)/2，p0=4nx10-7都代入(2)式得二、饱和磁通密度什么是磁通：磁场中垂直通过某一截面的磁感应线总数，称为磁通量(简称磁通)什么是磁通密度：单位面积垂直通过的磁感应线的总数(磁通量)称为磁通密度，磁通密度即磁感应强度。3•铁磁材料由于磁化所产生的附加磁场，不会随外加磁场的增加而无限制的增加，当外加磁场达到一定数值后，磁感应强度值不再增加，铁磁材料的这种性质，称为磁饱和。三、剩磁(BR)1..剩余磁化强度(remanence)的简称。符号Br2•在磁性材料行业定义：永磁体经磁化至技术饱和，并去掉外磁场后所保留的表面场Br,称为剩余磁感感应强度。简称剩磁，用Br表示，单位为mT(KG)毫特斯拉。KG为电磁单位制，读为千高斯。换算关系仃=10000GS,四、 矫顽力去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然有剩磁。要使剩磁的B值减小到零，必须加上相应的反向外磁场(即使磁通密度等于零时的磁化力)，此反向磁场强度称为矫顽力。因此，矫顽力的单位与磁场强度H的单位相同，为A/m五、 功率损耗磁芯损耗是铁磁物质在交流磁化过程中，因发热而消耗的能量，工程常称为铁损。它主要受材质、工作频率、磁感应强度、波形等因素的影响。磁芯掴耗功率（◎山磁滞损耗（吒）、涡流损耗（此）和剩余损耗找）组成「即戶=片+尸.+£ aI门氏中磁滞损耗是指每次磁化的过程屮内克服磁畴壁摩擦使磁芯发檢所消耗掉的能站涡流损社#指磁芯小的交变磁场川广V.的涡流流过磁芒周边也且而引起的欧姗扭耗；剰介损耗圧甫于碗性滞!二效冋或磁化弛ft效应芍屯的损耗向■:阁丨乜为磁芯的磁滞冋线，斗EV外加磁城吋.礒性材料勾部的磁感M强度的变乞滞苗于磁城爼吃的变化、从门使砸性材料勾部的磁感M臥龙卩峙磁城强旳比问表现丁L-卜完整的瞰化周期代.誉入磁芯的能量：NA丁L-卜完整的瞰化周期代.誉入磁芯的能量：NA——x一-dt- NA——x一J-由叫dtN九山N\v=•■■n+Tnidi-ffljHdB+=VX（几旳-几』+g⑺窗4隔(L-2J从（i-2）式可以看出毎单位体积磁芯的损托就等于具产生的磁邯I训线的iffi积口斗磁芯绕组加上交流电H；时.产空的交变磁通在磁芯杲体内通过.从而产比感应电流「该电流隹磁芯内是围绕磁感应軽度方冋呈漩涡状流动.因此称之为潸流•I川磁芯导体存在一定的电阻值.当涡流流过这亍电阻就会产生焦耳热效应，形成涡流损耗;涡流除了产生热损耗还会产⑴磁效应，I対为它听建丸的磁通作用丁磁路中十对匸磁逋变化也阻碍作川「从而使得磁通分布变得不再均匀■而是趋向于磁芯表虬这种现象称之为集肤敦M⑺U涡流损耗和集肤效应统称为涡流效应*为了减小这种效应'一般将整块磁芯用相垃绝缘的许多片薄沖叠在•起形成相刈截而积的磯芯来代替u这择可IXM认為每•薄带内磁通分布均匀,而R对于每片薄带来说涡流电阻增大.涡流减小•同吋感，应电动势减小十从而降低了涡流损耗口感芯在磁化和反磁化的过程中，磁化状态匝概化强度变化用冊要」定的时I用厂才会变化到它的最终状态,这就是引起剩余损耗的E要原瓯一般情况下（兆赫兹以F）剩余损耗*11对于前两种损耗兄很■＞的，所以这里不多考虑，匸箜研究前两种损耗・需要特别扌刖:的是焜管前面说过犠滞I训线的画稅代表磁滞损耗川磁性兀件在实效应和剩余损琵的时间效丿亂凶此可以直接通过实验测址劝态礒滞冋线的总面积来到血恬磁滞妆卷涡流损耗亦剩余损耗的总损2.2」测童方袪介绍磁芯损耗的精确测量既可以为T程应用工接提供损耗数井；・又可以辅助理论研魚为损耗模型公吨的建立提供拟合和验证数据.是磁苦损耗研究的一顶重要内猝'何很-UIJR器可以实用磯芯损耗的测量〃然而随君对磁性兀件的深入研究和激励倍号的肓频多样化'很多仪器已不再适用或押精度达不到要求,闵此卜分有必要进―■步提鬲磁芯损耗的测虽范阳和测虽精度。磁芯损耗的测吐可以分为间接测昴法和口接测蜀法，问接测最法是通过磁性元件仪.kii抗分析仪或亡桥测量等；辽接测虽法就址通过辽接测虽磁尼:的激励电压和流过电流来获得损耗，-股都恵通疋厂波器来畫成2.2AA热量等效法损耗与敬量是一一对应的关系，凶此可以通过测量磁芯的温度变化来计算发热量戋井最缘得到对应的损耗口测量时需農先准备一个煤证绝热时容器戋井在其中注入定量的电绝缘液体,把加上激励信号的磁芯放入液体屮.并在测虽过程屮通过搅拌器进行攬拌，以保旺产®•热址的均何分布，如图2.3所乔阁2.3热量等效法测量损耗什架实际测量过程中，热量的计算希要很多材料、介质的参数’而且容器的绝热和液体热量的均匀分布都是相对的，这都会给热量的计算带来误差円因此实验过程中一般通过热诂等效法来得到损枉.即保证测业装决■和％脸环境不变的前提用…个容易计算损耗的兀件如电阻替代碣芯放入絶缘液1$+^.1.1过改变流过七隨的电流也他得在相同时间内与激励磁芯产生相同的温开.则认为此时电阻元杵的损耗即等于磁芯损耗叭珅论上讲热誑等效法是妆耗测显精度最M的…种方法十小足这种方法测得的损耗辺乳了绕组损耗「因此/适用绕组损耗所占比例较小陌磁芯D対炉这肿方次对实验设备的粘度耍求非常高，测试人員的操作十分复杂，而且每机测虽耗时很玄，因此很难大范围扭广应用。2,2.L2K・H分析仪1.12.1卩的分析己经指沖动态磁滞制线的M积直接对应着攝芯损耗，B-H分析仪就走逋过绘制激励醯芯的B-H曲线并计算其面积來得到磁芯损耗的，例如日本岩斷公I?华中科技大学硕士学位论丈司的SY系列B-H分析仪衣操作简单，内部带有相位狡正系统，具有较高的测试精度，不过在高频罪正弦信号卜逞#仍然会明显加大，而几具价格昂贵、他难评及应用口X2.13阻抗分析仪軌电桥测量六、磁阻由磁介质的性质、形状、大小等阻止磁力线通过，即影响磁通量的参数，称为磁阻磁通量=磁通势/磁阻