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关于变压器漏感的相关疑问

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ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-28 10:54:15
10问答币
类似于LLC、移相全桥等拓扑结构,如果单纯用漏感作为谐振电感,变压器的△B通常由电压和导通时间决定,那么假设不考虑铜损(或者绕线使用的是超导体),电压和导通时间不变的情况下,单纯增大电流,那么:漏感的B值与电流成正比关系,漏感增加的B值是叠加在空气还是变压器磁芯?漏感主要是变压器耦合不良好产生的,它的磁导率主要来源空气还是变压器磁芯?如果是空气,那是不是意味着我可增大无穷大的电流变压器也不会饱和?

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UU Core Common Mode Choke 的仿真,差模安匝=100时B的分布:
nc965
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版主
  • 2019-6-28 11:12:51
 
ailuer_shijidianyuan
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LV8
副总工程师
  • 2019-6-28 14:09:07
 
李工,您发的这个帖子并没有解答我的问题,这个帖子主要讨论的是变压器增加了气隙后,能量储存在哪里的讨论,例如反激储存的能量,B值的变化是在磁芯上面,我是想知道,不开气隙的变压器的漏感能量储存在哪里?如果不考虑铜损,无穷大的电流对于此变压器来说,漏感会不会饱和?
能源消耗
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副总工程师
  • 2019-6-28 15:15:31
 
漏感应该是周期内释放因耦合因素不良导致能量滞留的一种表现吧。 应该是存储在磁性上。空气不是介体。没理由存储在空间空气中。
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-28 15:29:01
 
对,这里主要说因耦合因素不良的情况造成的漏感,比如分槽绕制的LLC变压器中的漏感,就是增加物理距离造成耦合不良产生的漏感,或者我更加确切的问,漏感是线圈“绕制”在空气中的还是绕制在磁芯中的,以谁的磁导率产生的电感量?空气?磁芯?
greendot
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总工程师
  • 2019-6-28 16:19:28
 
可以认为“绕制”在空气中,因为绝大部分的漏感能量在空气中。
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-28 16:48:21
 
终于等到您
假如现在有个拓扑结构是串联谐振,不调压,只做母线电压转换,谐振电感利用漏感,假如忽略铜损或者说铜损为0,我是不是可以认为增加无穷大的负载都不会饱和?因为我担心漏感增加的B值叠加在变压器上面,随着负载增加B值增大,就面临饱和,限制功率的因素只能是谐振电容两端的耐压了
greendot
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总工程师
  • 2019-6-28 17:24:01
 
漏感的B,不是磁芯的励磁磁密Bm,负载增大,励磁电感见到的伏秒会不会也增大?
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-28 17:39:24
 
电压不变,导通时间不变,励磁电感的伏秒怎么会增大?不随负载变化而变化,理论上来说
greendot
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总工程师
  • 2019-6-28 17:54:34
 
就是问会不会变,不变那就不会饱和,理论上。但是怀疑漏感能量可能有一小小部分在磁芯中,如果电流很大很大,这部分的B也许不能忽视。
ailuer_shijidianyuan
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LV8
副总工程师
  • 2019-6-28 18:46:22
 
刚才查了查大学的教材《电路理论基础》,漏感相当于是线圈套在了一个磁芯上,磁通链一部分从磁芯内部出来了,通过空气又返回到磁芯内部,相当于说开了一个很大的气隙,但漏感跟变压器在同一个磁芯上,串联的,在漏感线圈绕制的那部分磁芯的磁通链增大,那么是不是可以说,当电流很大很大,磁芯会发生局部饱和?局部饱和对整个磁芯是什么影响?磁路变小?磁路变小但是对于变压器部分只关心Ae值,那理想变压器部分不受影响?
greendot
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总工程师
  • 2019-6-28 22:18:45
 
您看的图,恐怕只是个示意,漏磁通应该从绕组走出来,回到绕组里,是不经磁芯的那部分。
如果过局部饱和,饱和的部分变成低μ或变成空气,这样的话,Ae会变小。理想变压器部分?不明白。
ailuer_shijidianyuan
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LV8
副总工程师
  • 2019-6-29 10:28:45
 


如上图所示,磁通A应该是漏感的闭合磁通线,磁通B和磁通C是原边交流电压的励磁,跟电压和时间有关系,跟电流没有关系,假设铜损为0,负载Rl无穷小,磁通A会一直增大(B与电流正比,磁通是单位截面积通过的B),这幅图也能看出来磁通A一部分是经过磁芯的,到一定程度,原边绕组绕线的那部分磁芯按理说就饱和了?
greendot
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总工程师
  • 2019-7-1 13:15:06
  • 倒数8
 
我理解漏感的主要磁通线是像下面这样的


红绿磁通大部分是Y方向的,X方向的小,界面处,垂直于界面的,B是连续的,平行于界面的,B的比例是磁芯的μr(绿是红的≈2500倍),这样就知道红绿是如何 interact 的。
ailuer_shijidianyuan
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LV8
副总工程师
  • 2019-7-1 14:23:43
  • 倒数7
 
如果漏感的磁通如红色闭合线那样不经过磁芯,那么它永远也不会饱和了,那也就是说,关键在于漏感的磁通是否会经过磁芯或者部分经过磁芯
greendot
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总工程师
  • 2019-7-1 19:57:47
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最好有人弄个仿真。
greendot
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总工程师
  • 2019-7-19 12:45:56
  • 倒数5
 
UU Core Common Mode Choke 的仿真,差模安匝=100时B的分布:

ailuer_shijidianyuan
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LV8
副总工程师
  • 2019-7-19 16:07:13
  • 倒数2
 
我用PSPICE没有仿真出来,那您这个仿真图说明存在局部B值过高?也就是说漏感磁通是经过磁芯的,会导致磁芯局部饱和?
greendot
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总工程师
最新回复
  • 2019-7-19 17:35:46
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是的。虽然漏感能量在磁芯内很小很小,但因为μ高的关系,B却不小。差模电流够大的话,共模电感感量也会下降。
gxg1122
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  • 2019-6-29 12:01:15
 
漏感大小与变压器的气隙有关系。设计的时候需要考虑好
greendot
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总工程师
  • 2019-6-28 16:42:28
 
空气心电感能不能存能量?
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-28 16:49:04
 
空气心的电感当然不会饱和了
nc965
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  • 2019-6-29 08:34:59
 
有些基本问题如下:
1、变压器才有漏感问题,电感没有
2、如果有磁芯,二者都有漏磁问题
3、电感没有饱和问题,磁芯才有
4、气隙是与磁阻和导磁率对应的概念,仅仅是可见与不可见、分散与集中的区别,没有本质区别
5、电感有储能问题,如果有磁芯,才有饱和问题,与导体材质无关
6、变压器的上述情况(是否饱和)与工况有关,反激是原边电感、而正激是漏感与上述电感对应。都有饱和的可能性。
只有把你的问题纳入上述基本框架下考虑,才能得出结论


能源消耗
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副总工程师
  • 2019-6-29 10:29:31
 
漏感跟磁耦合有关, 电感只是存储能量。所以变压器有漏感,电感没有漏感之说,但又磁释放的磁力线,

伟林电源
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版主
  • 2019-6-29 10:35:00
 
应该是空心电感没有漏感吧,带有磁芯的电感跟变压器一样存在漏感及饱和的问题。
ailuer_shijidianyuan
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  • 2019-6-29 17:27:17
 
您的意思是说,在带磁芯的电感中,只要有磁力线没有沿着磁芯内部走跑出外面空气进行闭合的,就会有漏感?而且这就是漏感的本质?
伟林电源
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  • 2019-6-29 20:28:09
  • 倒数9
 
是的,就是你说的局部饱和。
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-6-29 17:25:13
 
请看16楼图示
变压器的漏感会不会让磁芯饱和?磁芯饱和是局部磁芯饱和还是全部饱和?
nc965
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  • 2019-6-29 17:40:08
  • 倒数10
 
请看15.5\6楼,正激会的,反激的漏感不会导致饱和。饱和是个相对概念,不能清晰划分局部和全部.
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-7-19 15:59:02
  • 倒数4
 

现在问题就是这个图
ailuer_shijidianyuan
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副总工程师
  • 2019-7-19 16:03:23
  • 倒数3
 

这是Fundamentals of Power Electronics [2nd Edition]里面关于漏感的介绍
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