高頻變壓器應(yīng)用技術(shù)課件

高頻變壓器應(yīng)用技術(shù)第一章磁學(xué)基礎(chǔ)小結(jié)。磁路及氣隙變壓器基本模型電磁基本定律磁學(xué)基本物理量內(nèi)容提要1.1磁的基本現(xiàn)象

自然界中有一類物質(zhì)，如鐵，鈷，鎳等，在一定情況下能相互吸引，這種性質(zhì)我們稱他們具有磁性，使他們具有磁性的過程稱為磁化，能夠被磁化或能被磁性物質(zhì)所吸引的物質(zhì)稱為磁介質(zhì)。

如果將兩個磁極靠近，磁極間會產(chǎn)生作用力。磁極之間的作用力是在磁極周圍空間傳遞的，磁極間存在的磁力作用的特殊物質(zhì)，我們稱之為磁場。1.2電流與磁場

一直導(dǎo)線周圍磁場的方向可以用“右手定則”來判斷：當用右手抓住導(dǎo)體，拇指的指向是電流流動方向時，其它手指的指向就是磁力線的方向。1.2電流與磁場磁場的增強：當電流流過一個導(dǎo)線時，在其周圍建立起磁場，如果載有相同方向電流的導(dǎo)體離開相當大的距離，則產(chǎn)生的磁場沒有相互的影響。如果同意的兩個導(dǎo)體被放置的很靠近，則磁場將加強，其強度加倍。

1.3磁學(xué)的基本物理量一、磁感應(yīng)強度磁感應(yīng)強度是表示磁場空間某點的磁場強弱和方向的物理量。在磁場中一點放一段長度為l電流強度為

I并與磁場方向垂直的導(dǎo)體，如導(dǎo)體所受電磁力為F

，則該點磁感應(yīng)強度的大小為B的SI單位：特斯拉(T)B的CGS單位：高斯（Gs)電磁力F，電流I,和磁感應(yīng)強度B三者是正交關(guān)系，符合左手定則。1.3磁學(xué)的基本物理量三、磁導(dǎo)率電流產(chǎn)生磁場，但電流在不同的介質(zhì)中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度是不同的。為了表征這種特征，將不同的磁介質(zhì)用一個系數(shù)μ來考慮，μ稱為介質(zhì)的磁導(dǎo)率，表征物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。在介質(zhì)中，μ越大，介質(zhì)中磁感應(yīng)強度B越大。真空中的磁導(dǎo)率一般用μ0來表示。材料的磁導(dǎo)率相對于真空磁導(dǎo)率的比值稱為相對磁導(dǎo)率μr。工程上通常采用相對磁導(dǎo)率來描述鐵磁性材料的導(dǎo)磁能力。1.3磁學(xué)的基本物理量四、磁場強度外磁場通常是由電流產(chǎn)生的，為了反映外磁場和電流之間的關(guān)系，引入一個輔助矢量H即磁場強度。在任何介質(zhì)中，磁場中某點的B與該點的μ的比值定義為該點的磁場強度H，

注意：某點的磁場強度大小，并不代表該點磁場的強弱，代表磁場強弱的是磁感應(yīng)強度B，磁場強度H應(yīng)當是外加的磁化強度。引入H主要是為了便于磁場的分析計算。1.3磁學(xué)的基本物理量五、鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線初始磁化曲線

將完全無磁狀態(tài)的鐵磁物質(zhì)進行磁化，磁場強度從零逐漸增加，測量鐵磁物質(zhì)的磁通密度，得到磁通密度和磁場強度之間的關(guān)系，并用B-H曲線表示，該曲線稱為磁化曲線。H=0，B=0開始磁化的曲線，稱為初始磁化曲線。初始磁化曲線在原點的斜率，稱為初始磁導(dǎo)率。①②③HB，μOμB1.3磁學(xué)的基本物理量磁滯回線磁滯回線對應(yīng)的基本參數(shù)：（1）飽和磁場強度：磁化曲線達到接近水平時，不再隨外磁場增大而明顯增大所對應(yīng)的B值。（2）剩余磁感應(yīng)強度Br

：鐵磁物質(zhì)磁化后，在磁場強度下降到零時，鐵磁物質(zhì)中殘留的磁感應(yīng)強度。（3）矯頑磁力Hc如要消去剩磁，需將鐵磁性物質(zhì)反向磁化的磁場強度（Hc）B

HO1.3磁學(xué)的基本物理量3.磁滯損耗磁滯損耗：鐵磁性物質(zhì)在反復(fù)磁化過程中，消耗并轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒌哪芰俊?/p>

磁化磁芯一周期，單位體積磁芯損耗的能量正比于靜態(tài)磁滯回線包圍的面積。

每磁化一個周期，就要損耗與磁滯回線包圍面積成正比的能量，頻率越高，損耗越多；磁感應(yīng)擺幅越大，包圍面積越大，損耗也越大。

1.4電磁基本定律一、電磁感應(yīng)定律1.法拉第定律當通過線圈的磁通發(fā)生變化時，在線圈兩端就要產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的大小正比于磁通的變化率。對于1匝線圈，有：對于N匝線圈，有：對于N匝線圈，其總磁通ψ=Nφ

稱為磁鏈1.4電磁基本定律二、環(huán)路安培定律磁場強度矢量H沿任何閉合路徑的線積分等于穿過此路徑所圍成的面的電流代數(shù)和。

以環(huán)形線圈為例：

由此可見：H只與電流大小、匝數(shù)和閉合路徑有關(guān)，而與材料無關(guān)。3.1變壓器基本模型一、簡單變壓器

通過共同的磁通耦合的線圈，構(gòu)成了簡單的變壓器。3.1變壓器基本模型二、變壓器的基本模型由于磁芯和線圈都不是理想的，存在許多寄生參數(shù)。（1）由于磁芯μ不是無限大，存在一定電感量，即激磁電感。（2）初、次級線圈不是完全耦合，存在漏感抗（3）初次級線圈具有電阻。4.1磁路一、磁路的基本概念

凡是磁通經(jīng)過的閉合路徑均稱為磁路。二、磁路的歐姆定律

磁路的計算滿足基爾霍夫基本定律。

根據(jù)基爾霍夫第一定律，（高斯定理）磁路中任意節(jié)點的磁路之和和等于零。

基爾霍夫第二定律，（磁路的歐姆定律）沿某一

方向的任意閉合回路的磁勢的代數(shù)和等于磁壓降的代數(shù)和。

4.2磁芯磁場和磁路一、無氣隙磁芯磁場如果電路中兩點之間有電位差，就可能在兩點之間產(chǎn)生電流；在磁路中兩點之間有磁位差，在兩點之間就可能產(chǎn)生磁通。等截面均勻繞線環(huán)形磁芯磁位分布圖和等效磁路4.2磁芯磁場和磁路二、有氣隙磁芯磁場當磁芯有氣隙時，整個路徑的磁阻幾乎將全部在空氣隙中，因為空氣隙的磁阻率比磁性材料的磁阻率大得多。在實用場合，我們都是通過控制空氣隙的大小來控制磁阻的。在磁動勢一定的情況下，氣隙可以控制磁通密度。4.2磁芯磁場和磁路四、邊緣磁通在大多數(shù)情況下，氣隙相對端面尺寸較大，磁通不僅經(jīng)過磁芯的端面，而且還通過氣隙的邊緣、尖角、氣隙附近的磁芯側(cè)表面，這些磁通通常稱為邊緣磁通。1，如果靠在氣隙上或緊靠氣隙的是鐵磁材料，則

它使得磁場導(dǎo)通，這被稱為“氣隙短路”2，如果材料是金屬，但不是鐵磁性