因为变压器铁芯存在磁矫顽力,当磁场重复对变压器铁芯进行磁化时,总需求额外地有一部分磁场能量被用来战胜磁矫顽力和消除剩下磁通,这一部分用来战胜磁矫顽力和消除剩下磁通的磁场能量,关于变压器铁芯来说,是不起增强磁通密度效果的,它归于一种损耗;本文用回路曲线模型来剖析计量这种损耗。
因为变压器铁芯存在磁矫顽力,当励磁电流发生的磁场对变压器铁芯进行磁化完毕今后,磁通密度不能跟从着磁场强度下降到零;即:励磁电流或磁场强度从最大值下降到零,但磁通密度却不是跟从磁场强度下降到零,而是停留在一个被称为“剩磁”的剩下磁通密度Br方位上。
因而,当沟通磁场重复对变压器铁芯进行磁化时,总需求额外地有一部分磁场能量被用来战胜磁矫顽力和消除剩下磁通,这一部分用来战胜磁矫顽力和消除剩下磁通的磁场能量,关于变压器铁芯来说,是不起增强磁通密度效果的,它归于一种损耗;因为磁感应强度的改变总是要落后于磁场强度一个相位,因而把这种损耗称为磁滞损耗。
为了简略,咱们用变压器铁芯的抱负磁化曲线和等效磁化曲线的概念来对变压器铁芯的磁滞损耗进行剖析。
在图2-11中,直线d-o-a是变压器铁芯的抱负磁化曲线;当输入电压为沟通的时分,磁通密度是从负的最大值- Bm到正的最大值Bm之间来回改变。
当输入第一个沟通脉冲的正半周电压的时分,磁通密度将沿着o-a抱负磁化曲线上升,并抵达a点,对应的磁场强度为Hm,磁通密度为Bm ;当第一个沟通脉冲电压输入完毕的时分,磁场强度为0,但磁通密度不是沿着本来的抱负磁化曲线,而是沿着另一条新的磁化曲线a-b下降到b点,即剩下磁通密度Br处。
明显磁化曲线a-b是一条新的等效磁化曲线,因为,最大磁通密度增量为Bm,最大磁场强度增量为-Hc与Hm的代数和,等效磁化曲线的斜率等于最大磁通密度增量与最大磁场强度增量之比。
当第一个沟通脉冲的正半周电压完毕,负半周电压开端的时分,磁通密度将沿着b-c等效磁化曲线持续下降,并抵达c点,对应的磁场强度为-Hc,磁通密度为0 ;然后,负半周电压的起伏坚持不变,但磁场强度在-Hc的基础上持续向负的方向增大,最终抵达负的最大值-Hm,对应的磁通密度则沿着等效磁化曲线增大到-Bm。当第一个沟通脉冲的负半周电压完毕的时分,磁场强度为0,但磁通密度并不等于0,而是沿着另一条新的等效磁化曲线d-e下降到e点,即剩下磁通密度-Br处。待输入脉冲的正半周电压到来时,磁通密度再由-Br沿着等效磁化曲线,然后持续沿着等效磁化曲线f-a上升抵达a点,对应的磁场强度为Hm,磁通密度为Bm。
由图2-11能够精确的看出,由多条等效磁化曲线组成的磁滞回路曲线a-b-c-d-e-f-a(虚线)与抱负的磁化曲线d-o-a(实线)比较,是走了许多弯路的。明显由虚线a-b-c-d-e-f-a圈起来的磁滞回路曲线的面积越大,等效磁化曲线所走的弯路就越多。而这些弯路是要损耗电磁能量的,这种损耗便是磁滞损耗。
现在咱们进一步剖析由虚线a-b-c-d-e-f-a圈起来的面积究竟代表啥东西。首要,咱们从a-b-c-d-e-f-a关闭曲线中取一小块面积ΔA做多元化的剖析,如图2-12所示。
在图2-12中,ΔA是在变压器铁芯磁滞回线中恣意取出来做多元化的剖析的面积,ΔA面积的取值能够恣意的小,以确保在此面积中变压器铁芯的导磁率能够看成是一个常数。与ΔA面积对应的有磁感应强度增量ΔB和磁场强度增量ΔH以及时刻增量Δt。依据磁场强度、磁通密度的界说,以及电磁感应的定理,能够列出下面联系试联系式:
在实践电路中,磁场强度是由励磁电流经过变压器初级线圈发生的,所谓的励磁电流,便是让变压器铁芯进行充磁和消磁的电流。由(2-24)式很简单看出,虚线a-b-c-d-e-f-a圈起来的面积所对应的便是磁滞损耗的能量;即:磁滞损耗能量的巨细与磁滞回线的面积成正比。
因为输入沟通脉冲在一个周期内,变压器铁芯中的磁通密度正好沿着磁滞回线跑了一圈,因而,咱们我们能够在一个周期的时刻范围内对(2-24)进行积分,即可求得变压器铁芯在一个周期内的磁滞损耗为: