不闭合磁芯的Ｔｅｓｌａ变压器初次级线圈电感估算
2019-07-15 07:46:01 点击：
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对于所选用磁性材料，相对磁导率在１０２～１０４量级，由式（２）知Ｈ１比Ｈ２小得多，因此式（５）左边第一项远小于第二项时，可以忽略，从而可得
以上结果是在理想情况下得到的磁路计算模型，实际情况中要考虑漏磁和边缘效应。此时可以通过实际测量得到Ｈ２，再用式（２）估算Ｈ１。
为了定性验证图１所示磁路的合理性，对Ｔｅｓｌａ变压器磁路磁场分布进行模拟计算，其中脉冲形成线外筒半径为１０ｃｍ、内筒半径为６ｃｍ，初级线圈匝数为１，磁芯长度４０ｃｍ，初、次级线圈长度均为２０ｃｍ。在次级回路断开时，得到了一定的初级线圈电流产生的磁力线分布曲线，如图３所示。图４是Ｔｅｓｌａ变压器中不同截面处磁感应强度Ｂ分布。
图４的模拟计算结果表明：在磁芯所在位置，磁力线主要集中在磁芯以内；在两个筒形磁芯之间，磁力线主要分散在线圈以外磁芯两端之间的气隙中。从而也验证了上述分析过程中所作假设的合理性。
２ 初、次级线圈电感估算
一般情况下，Ｔｅｓｌａ变压器初级线圈匝数Ｎｐ＝１。根据式（７），通过初级线圈的磁通量可近似表示为
式中：Ｎｓ为次级线圈匝数。以上参数计算公式和结果，是在理想情况下得到的，与实际情况有一定差距。尽管如此，式（９）和式（１０）在Ｔｅｓｌａ变压器设计和参数估算时仍不失为一种简便易行的处理方法。利用式（９）和式（１０）对１ＧＷ超宽谱高功率微波源［８］和５ＧＷ超宽谱高功率微波源［９－１０］进行了估算。
２．１ １ＧＷ超宽谱高功率微波源
脉冲形成线外筒半径ａ＝１０ｃｍ、内筒半径ｂ＝６ｃｍ，Ｔｅｓｌａ变压器初级线圈匝数Ｎｐ＝１、次级线圈匝数Ｎｓ＝５００，磁芯长度ｌＴ＝４０ｃｍ，初、次级线圈长度均为２０ｃｍ。