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行业新闻

三段,用时3分钟,让你秒懂非晶磁环的工作原理!

2022-08-05

  非晶磁环是转换交流电压、电流和阻抗的器件。当初级线圈中有交流电流流过时,铁芯(或磁芯)中会产生交流磁通,在次级线圈中会感应出电压(或电流)。非晶磁环由一个铁芯(或磁芯)和一个线圈组成。线圈有两个或多个绕组,其中连接到电源的绕组称为初级线圈,其余的绕组称为次级线圈。在发电机中,无论线圈穿过磁场还是磁场穿过固定的线圈,线圈中都会感应出电势。在这两种情况下,磁通量的值不变,但是与线圈相交的链中的磁通量的数量发生了变化。这就是互感原理。非晶磁环是利用电磁互感效应来改变电压、电流和阻抗的器件。

  一、非晶磁环的组成和功能

  非晶磁环由一个铁芯(或磁芯)和一个线圈组成。线圈有两个或多个绕组,其中连接到电源的绕组称为初级线圈,其余的绕组称为次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。zui简单的磁芯非晶磁环由软磁材料制成的磁芯和套在磁芯上的两个不同匝数的线圈组成,如图所示。

  铁芯的作用是加强两个线圈之间的磁耦合。为了减少铁中的涡流和磁滞损耗,铁芯通过层压涂漆的硅钢片形成。两个线圈之间没有电连接。线圈由绝缘铜线(或铝线)缠绕而成。与交流电源相连的一个线圈称为初级线圈(或初级线圈),与电器相连的另一个线圈称为次级线圈(或次级线圈)。实际的非晶磁环很复杂,不可避免的存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁芯发热)、漏磁(空气封闭的磁感应线)。为了简化讨论,这里只介绍理想的非晶磁环。非晶磁环的理想条件是:忽略漏磁通,忽略一、二次线圈电阻,忽略铁芯损耗,忽略空载电流(二次线圈开路时一次线圈中的电流)。比如功率非晶磁环在满负荷运行时(次级线圈输出的额定功率),接近理想的非晶磁环。

  二、非晶磁环原则

  非晶磁环是利用电磁感应原理制成的静电电器。当非晶磁环的初级线圈接入交流电源时,铁芯中会产生交变磁通,交变磁通一般用φ表示。一、二次线圈中的φ相同,φ也是简谐函数,表示为φ=φMSINφt,根据法拉第电磁感应定律,一、二次线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt,e2=-N2dφ/dt。其中N1和N2是初级和次级线圈的匝数。从图中可以看出,U1=-e1,U2=e2(初级线圈的物理量用下角标1表示,次级线圈的物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jn1ωφ,U2=E2=-jn2ωφ,k=N1/N2,称为非晶磁环的变比。由上式可知,U1/U2=-N1/N2=-k,即非晶磁环一、二次线圈电压有效值之比,等于匝数比,一、二次线圈电压相位差为π。

  进而得出U1/U2=N1/N2。

  在空载电流可以忽略的情况下,有I1/I2=-N2/N1,即一、二次线圈电流的有效值与其匝数成反比,相位差为π。

  可以得出I1/I2=N2/N1。

  理想的非晶磁环初级和次级线圈功率相等P1=P2,也就是说理想的非晶磁环本身没有功率损耗。非晶磁环实际上存在总损失,其效率为η=P2/P1。非晶磁环功率的效率非常高,达到90个点以上。

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