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为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

2019-06-17 14:18 来源:互联网 编辑:Angelina

本篇文章主要从高频变压器公式,进行气隙推断,从而看一下正激变压器与反激变压器在气隙的方面,究竟有何不同之处!

1、变压器中的公式

1)V=N*B*Ae/t.

V是线圈两端的电压;

N是线圈的匝数;

B是磁芯的磁通量密度;

Ae是磁芯的绕线的地方的横截面积

t是时间。

公式的含义是:在时间t内,对绕线N匝的线圈而言,磁通量的变化是N*B*Ae,产生的感应电压是V。

安培定理:N1*I1+N2*I2...=H1*L1+H2*L2。在稳恒磁场中,磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分,等于这闭合路径所包围的各个电流的代数和乘以磁导率。

N1是磁芯绕组上线圈1的匝数。

I1是线圈1上的电流。

H1是磁芯的磁场强度=B/u0*ur,u0是真空磁导率,ur是磁芯的相对磁导率。

L1是磁芯中磁场回路的长度。

H2是磁芯的气隙的磁场强度=B/u0

L2是磁芯气隙的长度。

B=u0*(N1*I1+N2*I2+...)/(L1/ur+L2)。

2、正激变压器

最大功率处的波形

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

磁通密度相对于时间t的波形

公式1中(V=N*B*Ae/t),考虑到匝数越多,损耗越大,要求的磁芯越大,因此,选择匝数尽量少,选择B=Bmax。V=N*Bmax*Ae/t1,求出N,N向上取整数Ni,作为绕线匝数。

选取Ni后,可以求出此时的Bi=V*t1/(Ni*Ae)。

通过公式2:

Bi=u0*(N1*I1-N2*I2)/(L1/ur+L2)。

变压器中,同名端的电流方向相反,因此符号相反。

当功率等于p的时候,I2确定,可以算出I1=Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)+N2*I2/N1。

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

变压器的输入功率=I1*V*D=0.5*Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)*V*D+N2*I2/N1*V*T*D=0.5*Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)*V*D+p.是可以满足功率要求的。因此正激变压器不需要调节L2的值,来满足功率要求。

3、反激变压器(不连续)

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

磁通密度相对于时间t的波形

公式1中(V=N*B*Ae/t),考虑到匝数越多,损耗越大,要求的磁芯越大,因此,选择匝数尽量少,选择B=Bmax。V=N*Bmax*Ae/t1,求出N,N向上取整数Ni,作为绕线匝数。

选取Ni后,可以求出此时的Bi=V*t1/(Ni*Ae)。

通过公式2:

Bi=u0*(N1*I1)/(L1/ur+L2)。

反激变压器中,I1有电流时,I2并无电流。

可以算出I1=Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)。

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

变压器的最大输入功率P1=I1*V*T*D*0.5=0.5*Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)*V*D。如果要求变压器的功率为P0,通过计算发现此时变压器的最大功率为P1<P0,怎么提高功率呢,此时可以增加变压器的气隙L2(Bi,L1,Ur由磁芯决定,不能改变),来增加变压器的功率。

4、反激变压器(连续)

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

磁通密度相对于时间t的波形

选择B=Br。V=N*Br*Ae/t1,求出N,N向上取整数Ni,作为绕线匝数。

选取Ni后,可以求出此时的Bi=V*t1/(Ni*Ae)。

通过公式2:

Bi=u0*(N1*I1)/(L1/ur+L2)。

Bmax=u0*(N1*Imax)/(L1/ur+L2)。

反激变压器中,I1有电流时,I2并无电流。

可以算出I1=Bi*(L1/ur+L2)/(u0*N1)。Imax=Bmax*(L1/ur+L2)/(u0*N1)

为什么反激变压器需要气隙,而正激不需要呢?

变压器的最大输入功率P1=(Imax-0.5*I1)*V*D=0.5*(Bmax-0.5Br)*(L1/ur+L2)/(u0*N1)*V*D。如果要求变压器的功率为P0,通过计算发现此时变压器的最大功率为P1<P0,怎么提高功率呢,此时可以增加变压器的气隙L2(Bi,L1,Ur由磁芯决定,不能改变),来增加变压器的功率。

5、结论

反激式变压器可以通过增加气隙来增加变压器的最大输出功率。正激式变压器的最大功率和气隙无关。

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