铁硅铝磁心的疑问

R88 · 发表于 2013-9-2 21:42:44

本帖最后由 R88 于 2013-9-3 19:48 编辑

弄了一个铁硅铝的磁性，但是除了尺寸能量出来，其他的参数就不知道了：

找了一下资料发现没有这种规格的，不知道怎么获得磁性的资料呢？

顺便问个问题如下是铁硅铝的BH曲线：

铁硅铝不容易饱和是不是因为剩余磁通为0？？磁性的交流损耗由于没有磁滞回线是不是也非常小？

R88 · 发表于 2013-9-3 20:00:01

看了一个电感磁芯的计算过程，如图第7个参数作为初始条件是如何确定呢？

是最大磁通密度么？？

根据法拉第定理NBS=IL。。这里面B=Ipk*L / N*Ac 会算出个Bm。

看书中给了一个公式：

不知道这两个式子是不是等效的啊？？（上面括号里面的第一项应该是Idc）

R88 · 发表于 2013-9-3 21:33:33

磁心的资料已经找到了，但是其他几个疑问还有问题。。。

Elex · 发表于 2013-9-4 14:56:35

铁氧体磁芯如果不留气隙比较容易饱和，所以很多变压器或电感的磁芯都设计有气隙。
铁氧体磁芯本身并不存储能量，气隙才储存能量。
铁硅铝等铁粉芯是相当于把气隙均匀分布在整个磁芯里面。

R88 · 发表于 2013-9-4 15:58:57

Elex 发表于 2013-9-4 14:56
铁氧体磁芯如果不留气隙比较容易饱和，所以很多变压器或电感的磁芯都设计有气隙。
铁氧体磁芯本身并不存储 ...

您说这个我了解,您能不能针对我一楼的最后一个问题和二楼的每个问题具体说一下呢???

R88 · 发表于 2013-9-4 20:42:17

一楼的疑问来源这个图：

那下面的计算过程是在计算这部分的损耗么？

Elex · 发表于 2013-9-4 22:03:50

本帖最后由 Elex 于 2013-9-4 22:10 编辑

R88 发表于 2013-9-4 15:58
您说这个我了解,您能不能针对我一楼的最后一个问题和二楼的每个问题具体说一下呢??? ...

不好意思，理论计算的内容早忘光了。
给你拍了张书上的：

提醒一下：一般滤波电感除了交流分量，还应计算直流电流产生的磁通，两者叠加不能超过最大允许磁通。
attach://136708.pdf
attach://136708.pdf

R88 · 发表于 2013-9-4 22:40:28

Elex 发表于 2013-9-4 22:03
不好意思，理论计算的内容早忘光了。
给你拍了张书上的：

谢谢给的l资料，你这个图片就是我上面贴的法拉第定理。但是我现在的疑问，是我图片的公式和法拉第定理表示的都是Bpk。两者是如何互推的？？这东西长时间不用是容易忘。。。

还有一楼我说的是否有理呢？？

工作磁铁密度Bm作为初始值如果确定呢？？

R88 · 发表于 2013-9-4 22:55:03

尤其是那个Bm。。。关于磁的计算还没开始呢就给出Bm的值，很是纠结他是如何给出的。。。。。。

R88 · 发表于 2013-9-4 23:27:16

大师呢。。。。回答一下呗。。。

R88 · 发表于 2013-9-5 13:19:29

dddddddddd

zzjjhh250 · 发表于 2013-9-5 20:49:59

粉芯饱和磁密一般安1t最大。
不过u值较小。

R88 · 发表于 2013-9-6 10:02:11

zzjjhh250 发表于 2013-9-5 20:49
粉芯饱和磁密一般安1t最大。
不过u值较小。

这么大呢??很奇怪数据手册上居然没有,,u的确很小,最大也就125,当然这也是其不容易饱和的原因,,

R88 · 发表于 2013-9-6 10:02:29

zzjjhh250 发表于 2013-9-5 20:49
粉芯饱和磁密一般安1t最大。
不过u值较小。

这么大呢??很奇怪数据手册上居然没有,,u的确很小,最大也就125,当然这也是其不容易饱和的原因,,

R88 · 发表于 2013-9-6 14:56:12

yfwuh · 发表于 2013-9-7 19:00:57

磁场基本定律之一 --- 安培环路定律

R88 · 发表于 2013-9-8 09:43:52

yfwuh 发表于 2013-9-7 19:00
磁场基本定律之一 --- 安培环路定律

也就是说第一个是从法拉第定理推出来的。第二个是从环路定律推出来的。两者是等效的。。。。

那个0.4pai是单位不同转换的结果？对不对？

那着两个问题呢：一楼最后我说的是否有理呢？？

工作磁铁密度Bm作为初始值如果确定呢？？

yfwuh · 发表于 2013-9-8 14:01:43

容不容易饱和是在同等条件下比较的，一般来说指的是Bsat，也就是饱和磁感应强度。
具体设计时不仅仅看Bsat的，综合来看，匝数、磁心尺寸导线尺寸等。。。

若系数中出现pi，可能是高斯单位制与国际单位制的转换时出现的。

已经说了，安培环路定律---可以确定最大电流时的B，也就是Bm，前提是不饱和。
安培环路定律可以做适当的变形，使其出现电感参数。

R88 · 发表于 2013-9-9 09:58:57

yfwuh 发表于 2013-9-8 14:01
容不容易饱和是在同等条件下比较的，一般来说指的是Bsat，也就是饱和磁感应强度。
具体设计时不仅仅看Bsat ...

大师你就说我一楼的这句话对还是错就行：根据一楼的BH曲线---“铁硅铝不容易饱和是不是因为剩余磁通为0？？磁性的交流损耗由于没有磁滞回线是不是也非常小？”

环路定理B*MPL=Uo*I。法拉第定理NBS=IL。两种互交就可以，但是会出现未知数N。。。还有那个磁导率Uo也可能会变化。。。

luobote55 · 发表于 2013-9-9 10:10:19

太TM专业了。路过帮顶。

R88 · 发表于 2013-9-9 18:01:49

下面总结一下功率电感的设计步骤：以变压器与电感设计第三版为参考，利用Ap的方法。
1，计算峰值电路Ipk=Idc+△I/2；
2，计算电感的能量处理能力W=0.5*L*Ipk^2；
3，计算对应的Ap值=2W*10^4/(Bm*J*Ku)，Bm为最大磁通密度，由楼上的图片看出对于铁硅铝为1T，J为导线的电流密度普遍取值5A/mm^2，Ku为窗口利用系数，普遍取值0.4；计算的Ap值要小于等于你选择磁环的Ap值。。
4，找到对应磁环的数据手册，找出Ap值，如果手册上没有Ap值，则找出Wa和Ac的值，其分别为窗口的截面积，Ac为磁芯的有效截面积，这两者相乘就是Ap的值。。而且我们还可以在手册中看到平均磁环长度MPL的值。。
5，之后计算线径和需要的股数。计算功耗需要计算电流的有效值，有效值由Idc和△I计算得出，计算过程利用有效值的定义--功率相等。此处书中又重新计算了一下电流密度的值J=2W*10^4/Bm*Ku*Ap，这里面的Ap就是实际磁芯的Ap值了。。计算出来的J值因为之前计算出来的Ap肯定小于磁环本身的Ap所以J的值肯定小于5A/mm^2。。我们利用这个J值求导线的截面积=Irms/J。。。利用圆的面积公式就可以求出导线的直径了。。。但是还要注意趋肤效应的影响。。。按书中的理解当趋肤深度=导线的直径时导线将得到充分利用。。此时Rdc=Rac。。所以我们可以利用多股数解决上面的问题。。趋肤深度的公式给出：&=6.62K/(f)^0.5，对于K我们普遍用铜导线取值1。。。。
6，计算有效窗口面积，算出可以绕最多多少圈。。当然可以边绕边测量估算出是否可以够绕。。Wa（eff）=Wa*S3，S3等于可利用的窗口面积/窗口面积，我们普遍取值0.75。。。也就是说我想绕多少占整个窗口的百分比。。。。之所以留有一定空隙可能是为了机器生产时用的。。。可以绕的匝数=Wa(eff)*S2/Aw。。其中S2等于已绕制导线的面积/可利用的窗口面积。。。Aw为选用导线的直径。。S2的典型值为0.6，其也留有了一定余量，想必也是有原因的。。。
7，计算磁导率。。不过我不知道此处计算磁导率的目的（因为后面又到AL感应系数）。。下面的图片是书中提到的

u=Bm*MPL*10^4/(0.4π*Wa*J*Ku)，这里面的参数上面都有提到过。。。

8，计算电感圈数，，此处书中利用了公式L=AL*N^2。。AL为电感系数，一般数据手册中都会给出1000匝时的电感值。。所以根据L的值我们就可以计算出N的值了。。。但是我认为此处有错误，此时计算出来的值只是静态电感值即没有加上直流成分的电感值。。。随着我们加入直流电流其实电感值是会下降的。。。表现为功率的不足。。而书中采用的MPP磁芯正好具有这个特点，而原作者也没有提到此处！！！！
9，计算导线铜损，首先在数据手册中找到平均匝长的值。。如果没有我们可以在书中找到这个图片，利用其求出MLT的值：

铜的电阻值Rcu=MLT*N*P。。。P对应的阻值/长度。在线的数据手册中找到。。。Pcu=Irms^2*Rcu。。。此处还可以计算出个a调整率，他的定义为铜损/输出功率。。
10，计算铁损即磁芯损耗，首先计算出交流磁通的变化△B=0.4π*N*△I/2*u*10^-4/(MPL)。。。我们知道对于直流磁芯损耗很小，主要就是交流电流的损耗比较大。。所以磁芯损耗和频率成正比。。之后我们找到厂家计算磁芯损耗的公式系数，对于不同厂家的系数不一样，所以需要去厂家的官网去找，比如我上面的磁芯是77310，mag厂家就生产这个磁芯。。我去官网看看，还就找的了哦：

将上面计算的△B和频率带入即可。。。
11，总损耗P=上面两部相加即可。。
12，计算磁芯表面耗散功率密度p=P/At，At为磁芯的表面积，在磁芯的数据手册中可以找到。。。
13，计算磁芯温升，书中给出一个公式：Tr=450*p^0.826。。p即为12部的计算结果。。
14，计算直流磁场强度H=0.4π*N*Ipk/MPL。。此处计算的磁场强度要小于磁芯的保护磁场强度。。。磁芯的饱和磁场强度可以从数据手册中找。。如果没有我认为这样算是否可以呢：首先我们知道铁硅铝的磁感应强度最大1T，然后数据手册中找到对于最大电流的磁导率两者相除H=B/u。。。
15，计算窗口利用系数Ku=N*Aw/Wa，，我想如果计算的结果与上面给的0.4相差很大，是否需要重新计算呢？？不过之前的参数都是根据Ku=0.4计算出来的，想必相差应该不会大。。。

不对的指出。。。我上面红色字有了解的也说说。。。

cd4000 · 发表于 2014-8-18 15:49:45

学习一下！

liguangqang · 发表于 2014-8-18 16:33:49

仅供参考

铁硅铝不容易饱和是不是因为剩余磁通为0？
不是，材料决定了饱和磁感应强度Bmax大小。也就是曲线的最顶部或最底部。
但由于铁硅铝制作工艺中人为气隙导制磁导率u降低了。并且能很好控制u值。
其实曲线不是固定，根据u值发成偏转。可能不太好理解变一下：
u-> R H-> V B-> I 有点像欧姆定律就好理解了，就是说我磁导率低了（Ｒ大小）
需要很大的磁场（Ｈ）才能达到Ｂmax。所以就不容易饱和了。铁氧体加气隙就是这个
道理。

liguangqang · 发表于 2014-8-18 16:51:29

本帖最后由 liguangqang 于 2014-8-18 16:53 编辑

同上
磁性的交流损耗由于没有磁滞回线是不是也非常小？
不全是，磁场对不同材质做功是不同的　一般可查到系数K值，
交变磁场变化越快，对材质做功就越大（有点像不停的上下运动）
损耗就越大（Ｆ）,另外一点就是单位面积的磁力线越密损耗越大
这个应该好理解就是(B).这是铁损，还有就是铜损。
改错别字

mafeimafei · 发表于 2015-1-10 16:23:46

学习了。谢谢各位。

huangxia6 · 发表于 2015-8-23 21:05:23

向高手们致敬！学习！

BOBOD3610 · 发表于 2015-8-23 22:19:59

容不容易饱和和导磁率有关

铁硅铝磁心的疑问

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