脈沖變壓器鐵芯的5個選材要求
作者:威博特鐵芯 發(fā)布時間:2019-03-30 15:05:21 瀏覽次數(shù): 脈沖變壓器是用來傳輸脈沖的變壓器。當一系列脈沖持續(xù)時間為td(ms)、脈沖幅值電壓為Um(V)的單極性脈沖電壓加到匝數(shù)為N的脈沖變壓器繞組上時,在每一個脈沖結(jié)束時,鐵芯中的磁感應強度增量ΔB(T)為:ΔB=Umtd/NSc′10-2其中Sc為鐵芯的有效截面積(cm2)。即磁感應強度增量ΔB與脈沖電壓的面積(伏秒乘積)成正比。對輸出單向脈沖時,ΔB=Bm-Br,如果在脈沖變壓器鐵芯上加去磁繞組時,ΔB=Bm+Br。在脈沖狀態(tài)下,由動態(tài)脈沖磁滯回線的ΔB與相應的ΔHp之比為脈沖磁導率mp。
理想的脈沖波形是指矩形脈沖波,由于電路的參數(shù)影響,實際的脈沖波形與矩形脈沖有所差異,經(jīng)常會發(fā)生畸變。比如脈沖前沿的上升時間tr與脈沖變壓器的漏電感Ls、繞組和結(jié)構(gòu)零件導致的分布電容Cs成比例,脈沖頂降l與勵磁電感Lm成反比,另外渦流損耗因素也會影響輸出的脈沖波形。
脈沖變壓器的漏電感Ls=4bpN12lm/h
脈沖變壓器的初級勵磁電感Lm=4mppScN2/l′10-9
渦流損耗Pe=Umd2tdlF/12N12Scr
b為與繞組結(jié)構(gòu)型式有關的系數(shù),lm為繞組線圈的平均匝長,h為繞組線圈的寬度,N1為初級繞組匝數(shù),l為鐵芯的平均磁路長度,Sc為鐵芯的截面積,mp為鐵芯的脈沖磁導率,r為鐵芯材料的電阻率,d為鐵芯材料的厚度,F(xiàn)為脈沖重復頻率。
從以上公式可以看出,在給定的匝數(shù)和鐵芯截面積時,脈沖寬度愈大,要求鐵芯材料的磁感應強度的變化量ΔB也越大;在脈沖寬度給定時,提高鐵芯材料的磁感應強度變化量ΔB,可以大大減少脈沖變壓器鐵芯的截面積和磁化繞組的匝數(shù),即可縮小脈沖變壓器的體積。要減小脈沖波形前沿的失真,應盡量減小脈沖變壓器的漏電感和分布電容,為此需使脈沖變壓器的繞組匝數(shù)盡可能的少,這就要求使用具有較高脈沖磁導率的材料。
為減小頂降,要盡可能的提高初級勵磁電感量Lm,這就要求鐵芯材料具有較高的脈沖磁導率mp。為減小渦流損耗,應選用電阻率高、厚度盡量薄的軟磁帶材作為鐵芯材料,尤其是對重復頻率高、脈沖寬度大的脈沖變壓器更是如此。
脈沖變壓器對鐵芯材料的要求為:
- 高飽和磁感應強度Bs值;
- 高的脈沖磁導率,能用較小的鐵芯尺寸獲得足夠大的勵磁電感;
- 大功率單極性脈沖變壓器要求鐵芯具有大的磁感應強度增量ΔB,使用低剩磁感應材料;當采用附加直流偏磁時,要求鐵芯具有高矩形比,小矯頑力Hc。
- 小功率脈沖變壓器要求鐵芯的起始脈沖磁導率高;
- 損耗小。