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變壓器磁芯的AE AW


磁芯在開關(guān)電源里面應(yīng)用非常的多,但是我們對磁芯里面的一些參數(shù)了解的非常的少。


很多的初學者在應(yīng)用磁芯的時候,都是去套公式,但對于一些公式里面的參數(shù)代表什么意思根本不知道,甚至有工作幾年的工程師可能都不知道其中的意思,比如下面的公式,里面的Ae與△B有很多同學都不知道什么意思,可能記住了△B一般取值是在0.2T-0.3T,知道這樣選取就不會飽和了。




02


為了解決大家的困惑,下面我們來給大家介紹下磁芯里面的一些基本參數(shù)。


首先Ae是指磁芯有效截面積,單位一般是(MM^2),對磁芯不了解的同學可能看到這樣句話,根本不知道是指哪里,經(jīng)常有人會問我有實際的磁芯怎么去查Ae值。


下面告訴大家拿到一個實際的磁芯后可以通過測量得到Ae值這一個數(shù)據(jù)。


看下面實際的磁芯的圖,下面圖一環(huán)形磁芯里面的棕色的面積就是指的AE值,可能有的工程師認為用的是變壓器,不是這樣的形狀的,可能是鐵氧體磁芯的形狀的,比如是EE形與PQ等,如圖二EE磁芯里面的棕色就是指的AE值,也就是所謂的通過磁通的有效橫截面積,那我們通過下面的兩個圖,可以看出來Ae值是不是可以通過我們實際的磁芯是能測量出來的,EE磁芯只要實際測量中柱的面積可以了,中柱是一個長方體是不是很好測量,只有知道長與寬就可以計算出來了。


可能有人就會問了兩邊黑色的部分能不能測試出來,兩邊的橫截面積相加是等于中柱面積。



我們下面來講解下為什么會是這樣的,其實我們這種EE形的磁芯是兩個閉合的方形磁芯結(jié)合成而成的一個特殊磁芯,這樣做的好處是有利于我們的磁芯散熱,同時可以減少更多的漏磁。


我們看下圖三EE行的磁芯的平面圖,中柱部分的面積要比兩邊的大,其實我們要是吧中柱部分切開來的話,就會變成了圖四一個樣的磁芯,從圖四可以看出EE形磁芯,其實就是兩個閉合長方形的磁芯結(jié)合在一起。



我們通過上面的圖形的分解就可以看得出來,兩邊的面積之和是等于中柱的,那么我們看下面中柱與兩邊形狀不一樣的PQ型的,看下面的圖五:


兩邊的陰影部分與中柱的形狀完全不一樣,但是他們的面積也是想等的。只有這樣磁芯的磁材在做到最大的利用,如果不想等,那么Ae值就只能取最小的。但實際的廠商在制作的過程中一般都會去最到盡量一樣。




03


下面我們來講Aw,磁芯的窗口面積,一般單位(mm^2),Aw其實就是指可繞線的空間。

看下面圖六,棕色的就是我們繞線的橫截面積,其中紅色線包圍的面積就是磁芯的窗口面積。


我在繞線的時候是需要考慮可利用的空間是多少,因為我們的線是圓形的,線與線之間就會有空隙,同時我們有可能會在每一層之間加膠帶,如果是隔離的變壓器,我們可能還會打擋墻等,如果不打擋墻用三層絕緣線,銅線的直徑外面是有一層絕緣層,這是實際的三層絕緣線的外徑。


這就是我們的實際磁芯窗口面積不能利用到1的原因,我們實際計算電流密度的時候是計算了銅線的面積,那么我們的銅線的總面積與Aw的關(guān)系式有一個系數(shù)Sw,也就是我們大部分的時候磁芯的窗口面積就只能用到Sw×Aw,這個Sw是小于1的。

講了Ae與Aw,那Ap就能求出來了。Ap=Ae×Aw



我的磁芯里面還有一個MPL,有效磁路長度,有些書上面是le,

實際是指我們的磁力線在磁芯里面繞一圈的有效長度,如果是我們的EE形的磁芯,那么見圖六黃顏色線的長方體的周長就是MPL,

如果是環(huán)形的磁芯,如圖七MPL是等于環(huán)的周長的2πr。

如內(nèi)外半徑相差不大的情況就可以用中間的半徑來計算,r=r1+(r2-r1)/2,MPL=2πr

如果r1與r2的半徑相差很遠,有效磁路長度就需要通過下面的公式來計算了。



我們最后要講一個Ve值,就是磁芯的有效體積,這一個Ve=Ae×MPL,這個經(jīng)常在規(guī)格書里面看看,有很多人誤認為是磁芯的器體積,其實不是的,不同的磁芯外體積不等于磁芯的有效體積。


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