磁性元件中導體的集膚效應和鄰近效應[6]
發(fā)布時間:2008/10/8 0:00:00 訪問次數(shù):762
假設磁性元件(如變壓器)銅損耗的計算公式為i2·rdc,式中,rdc為繞組的直流電阻,它是通過繞組導線長度和繞組單位長度的電阻值(根據(jù)選定導線尺寸查表即得)計算出來的。i為電流的有效值。
由于集膚效應和鄰近效應的影響,繞組的損耗往往比;i2·rdc大很多。
繞組中的可變磁場感應產(chǎn)生了渦流,從而導致了集膚效應和鄰近效應的產(chǎn)生。集膚效應是由繞組的自感產(chǎn)生的渦流引起的,而鄰近效應則是由繞組的互感產(chǎn)生的渦流引起的。
集膚效應使電流只流過導線外部極薄的部分,這一部分的厚度或環(huán)形導電面積與頻率的平方根成反比。因此,頻率越高,導體損失的固態(tài)面積就越多,使交流電阻rac從而增大,使銅損耗大大增加。
在工頻情況下,1cm線徑以下的導線這種效應甚微,只有在大截面導線時才應適當?shù)丶右宰⒁狻?|
一般pwm開關轉(zhuǎn)換器,其開關頻率在10≈100 khz以上,甚至有時高達千赫或更高,因此在選擇電流密度或?qū)Ь線徑時,必須考慮由于集膚效應引起的有效導電截面積的減小。
本節(jié)將介紹集膚效應的原理及其定量分析。
鄰近效應引起的銅損耗比集肽效應更大。磁性元件多層繞組的鄰近效應損耗是很大的,其中部分原因是感應的渦流迫使凈電流只流經(jīng)導線截面的一小部分,增大了導線的交流電阻rac,最嚴重時鄰近效應感應的渦流是原來流經(jīng)繞組或繞組層的凈電流幅值的很多倍。
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由于集膚效應和鄰近效應的影響,繞組的損耗往往比;i2·rdc大很多。
繞組中的可變磁場感應產(chǎn)生了渦流,從而導致了集膚效應和鄰近效應的產(chǎn)生。集膚效應是由繞組的自感產(chǎn)生的渦流引起的,而鄰近效應則是由繞組的互感產(chǎn)生的渦流引起的。
集膚效應使電流只流過導線外部極薄的部分,這一部分的厚度或環(huán)形導電面積與頻率的平方根成反比。因此,頻率越高,導體損失的固態(tài)面積就越多,使交流電阻rac從而增大,使銅損耗大大增加。
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鄰近效應引起的銅損耗比集肽效應更大。磁性元件多層繞組的鄰近效應損耗是很大的,其中部分原因是感應的渦流迫使凈電流只流經(jīng)導線截面的一小部分,增大了導線的交流電阻rac,最嚴重時鄰近效應感應的渦流是原來流經(jīng)繞組或繞組層的凈電流幅值的很多倍。
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