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永磁体预偏磁电感器的可视化分析方法

2019-07-19 09:29:43      点击:
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永磁体的选择应考量原铁心尺度,增加lpm虽可增加磁化力,但钕铁硼内部的磁阻亦随之急剧增加。故只需lpm稍大于lg即可。永磁体的磁场强度Hpm是已知的,本例中Fm=Hpmlpm=865kA/m×2×0.003m≈5200A,因此可以把f(Rc,Rg,Rm,Fm)进一步降维为f(Rc,Rg,Rm)。

3.2.2框定诸磁阻的数量级由Bcdc=cdc/S,结合式(1)可展现Rc、Rg、Rm和线圈支路的直流磁通密度Bcdc的关系如图6所示。

为减小Bcdc,Rc和Rg的数量级应为107(H1),Rm的数量级为108(H1).同理,式(2)、式(3)亦可展现出来。

3.2.3导入既有磁件相关参数

设线圈支路的磁心长度lc为l的Kc倍,Kc∈[0,1]

3.2.4关注线圈支路预偏磁程度

当Fdc=300A,Fm≈5200A,l=130mm、S=36mm2、0=4π×107H/m,c=1250,由式(6)可求得Rc=2.3×106Kc。代入式(9)得Rg=(20−2.3Kc)×106/Kg,再参照式(1)可得

图10是“零预偏”,Bcdc∈(−0.1,0.1)T;亦可选择“反向预偏”,Bcdc∈(−xi,0)T,或“正向预偏”,Bcdc∈(0,xi)T的预偏磁形式,xi表示所选数值。3.2.5关注气隙支路最大磁通密度气隙支路最大磁密为:Bgmax=gmax/KgS,gmax见式(2),将前述数据代入可得

3.2.6关注线圈支路的最大磁通密度

线圈支路最大磁通磁通密度为Bcmax=cmax/S,cmax见式(3),将前述数据代入可得

3.2.7力求两支路最大磁通密度相近

令Bcmax∈(0.5,0.8)T,Bgmax∈(0.5,0.8)T,Bcmax−Bgmax=ΔB,则ΔB∈(−0.3,0.3)T表示的Kc、Kg和Rm的可行域为Bcmax和Bgmax大致相等的团解Bgmax∩Bcmax=Q,并集Bgmax∪Bcmax及其交集如图10所示。

3.2.8兼顾最大磁通密度相近和预偏磁程度

兼顾线圈支路铁心的预偏磁程度以及线圈和气隙两支路铁心最大磁通密度相近的设计目标,可采用将图8所展现的Bcdc(Kc,Kg,Rm)与图10b所展现的Q域再次取交集。在对两因变量归一化处理后,可以得到两者的并集和交集如图11所示,图11c是提取图11b中的Kc∈[0,0.9],Kg∈[1,5]以及Rm∈[0.5×108,2×108](H1)的区域,为局部放大图。