鐵心端板

鐵心電感基本計(jì)算式

鐵心電感器線圈中通以交流電流后，所產(chǎn)生的磁通分為兩部分： 一部分是通過(guò)鐵心磁 路(包括在鐵心磁路中插入非磁性氣隙) 的主磁通，另一部分是通過(guò)線圈與鐵心柱間空隙 的漏磁通。根據(jù)電感的基本定義，我們將主磁通產(chǎn)生的電感稱(chēng)為主電感

，將漏磁通產(chǎn)生 的電感稱(chēng)為漏電感

。鐵心電感器的電感量L1應(yīng)為這兩部分電感之和，即

在多數(shù)情況下，

，故

除特殊情況，一般只需計(jì)算其主電感。

鐵心電感鐵心中無(wú)氣隙時(shí)的電感計(jì)算

鐵心電感器鐵心中無(wú)氣隙時(shí)，其漏電感可忽略不計(jì)，電感量按下式計(jì)算

式中：L——電感量(H)；

——鐵心交流磁導(dǎo)率；

N——線圈匝數(shù)；

——鐵心有效截面積(cm²)；

——鐵心平均磁路長(zhǎng)度 (cm)。

鐵心交流磁導(dǎo)率

隨鐵心材料、鐵心型式(尺寸)、工作磁感應(yīng)強(qiáng)度

或磁場(chǎng)強(qiáng)度

及工作頻率f而變化。圖1所示為鐵心材料采用1J79坡莫合金、厚0.2mm的XE5 鐵心在不同磁感應(yīng)強(qiáng)度下的磁導(dǎo)率曲線。對(duì)一些電阻率很高的磁性材料，如鐵氧體磁芯， 其磁導(dǎo)率在其允許工作頻率范圍內(nèi)不隨頻率而變，圖2所示。而對(duì)于粉末磁芯，如 鉬坡莫合金、鋁硅鐵粉芯、羰基鐵心等，在其允許的工作頻率和磁場(chǎng)范圍內(nèi)，其磁導(dǎo)率基 本是恒定的。

由此可見(jiàn)，正確地確定鐵心的磁導(dǎo)率是電感計(jì)算的基礎(chǔ)。

交流磁導(dǎo)率

可通過(guò)測(cè)試不同磁性材料和型式的鐵心在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度 (或磁感應(yīng)強(qiáng)度)、不同頻率下的電感量L后，按下式算得

鐵心電感鐵心中有氣隙時(shí)的電感計(jì)算

鐵心電感器中有氣隙時(shí)，當(dāng)忽略其漏電感，其電感量按下式計(jì)算

式中：

——鐵心磁路中非磁性氣隙長(zhǎng)度(cm)。式(3) 又可改寫(xiě)為

式中：

——鐵心的有效磁導(dǎo)率，按下式計(jì)算

當(dāng)

時(shí)，式 (3) 具有足夠的計(jì)算精度。

當(dāng)

時(shí)，由于氣隙磁通邊緣擴(kuò)散現(xiàn) 象(圖3)，使氣隙的導(dǎo)磁面積增大，氣隙 的有效長(zhǎng)度變短。為此必須計(jì)算氣隙邊緣磁通的影響。

考慮氣隙磁通擴(kuò)散后，氣隙導(dǎo)磁面積

可按 下式近似計(jì)算

氣隙的有效長(zhǎng)度為

式中：

——考慮氣隙磁通擴(kuò)散后的氣隙有效長(zhǎng)度(cm)；

——鐵心磁路中實(shí)際的氣隙長(zhǎng)度 (cm)；

——鐵心有效截面積(cm2);

——考慮氣隙磁通擴(kuò)散后氣隙導(dǎo)磁面積(cm²)。

此時(shí)，在按式(3)計(jì)算電感或按式(5)計(jì)算有效磁導(dǎo)率時(shí)，將

代替上述式中的

。

鐵心電感大氣隙電感計(jì)算

當(dāng)

時(shí)，由于氣隙磁阻決定了鐵心磁路中的整個(gè)磁阻，故電感量主要取決于 氣隙長(zhǎng)度。

1. 當(dāng)忽略漏電感時(shí)的電感計(jì)算

式中：

——考慮氣隙磁通擴(kuò)散后的氣隙有效長(zhǎng)度(cm)。

2. 考慮漏電感影響時(shí)的電感計(jì)算

當(dāng)漏電感不能忽略時(shí)，必須按以下公式計(jì)算漏電感

。

(1) 殼式或單線圈心式鐵心電感器(圖4) 漏電感按下式計(jì)算

式中：

——漏電感 (H)；

N——電感器線圈匝數(shù)；

——線圈繞線寬度 (cm)；

——洛氏系數(shù)；

——線圈漏磁等效面積(cm²)。

洛氏系數(shù)

按下式計(jì)算

式中：

——線圈總厚度(不包括內(nèi)外層絕緣) (cm)；

——線圈與鐵心之間隙(cm)。

線圈漏磁等效面積

按下式計(jì)算

式中：

——線圈平均匝長(zhǎng)(cm)。

(2) 雙線圈式鐵心電感器(圖5) 漏電感按下式計(jì)算

式中，

與

的計(jì)算可按式(10)和式(11)，但其中的

指每一個(gè)線圈的厚度 。

鐵心電感器的主電感

按式(8)進(jìn)行計(jì)算。

鐵心電感器的電感L為