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电感的演变及电感饱和测试方案

2023-11-01 10:21:39

       电感功率越来越大,从电感到大电流电感,到电抗器的发展进程,是电子工程领域的一个重要发展历程。这一发展历程主要经历了以下几个阶段:

       电感阶段:电感是基本的电子元件之一,它能够存储电能并产生磁场。电感通常由线圈组成,线圈的圈数越多,电感的电感量就越大。电感在电路中能够起到滤波、储能、延迟等作用。在早期电子设备中,电感被广泛应用于各种模拟电路和数字电路中。
       大电流电感阶段:随着电力电子技术的不断发展,大电流电感成为了一个重要的电子元件。大电流电感具有较高的电感量,能够承受较大的电流,因此被广泛应用于电力电子设备中,如电源、电机控制器等。大电流电感的制造工艺和材料也得到了不断改进和发展。
       电抗器阶段:电抗器是另一种电子元件,它由线圈和铁芯组成。电抗器的主要作用是限制电流的幅度和频率,从而控制电路中的电压和电流。电抗器被广泛应用于电力系统中,如电力变压器、电抗器组等。随着电力电子技术的不断发展,电抗器的性能和可靠性得到了不断提高。

       总之,从电感到大电流电感,到电抗器的发展进程,是电子工程领域不断发展壮大的重要历程。这些电子元件在电力电子设备中扮演着重要角色,为电力系统的稳定运行和电子设备的性能提升做出了重要贡献。

电感器

【电感饱和】
       电感饱和是指电感中的铁芯材料磁化达到饱和状态。在正常工作状况下,电感的铁芯具有较高的磁导率,能够有效增强电感的磁场强度。然而,当电流超过铁芯材料的饱和磁通密度时,铁芯的磁化达到极限,无法进一步增加磁场强度,导致电感饱和。电感饱和的程度与电流的大小以及电感的特性有关。

电感磁通

【电感饱和的危害】
(1)输出电压不稳定:在Buck电路中,电感元件的储能作用是平滑输出电压的重要手段。然而,当电感饱和后,电感元件无法正常储能,导致输出电压的纹波增大,甚至出现明显的波动。这将对后续电路产生不利影响,可能导致负载不稳定、设备故障等问题。
(2)电流异常增大:当电感元件饱和后,电流将不再按照电感的大小线性增加,而是趋于稳定或减小。这可能会导致电路中的其他元件过载,甚至烧毁。
(3)磁饱和导致漏磁增加:磁饱和会导致漏磁增加,造成电磁干扰。
(4)铁心发热:磁饱和会导致铁心发热,增加能耗和故障风险。
(5)开关电源变压器磁心饱和:在开关电源中,如果变压器磁心饱和,激磁电流将大增而致开关管烧坏。
(6)电力电源电压互感器铁心磁饱:电力电源电压互感器铁心磁饱可能引铁磁谐振过电压。
          因此,在设计电路时,应充分考虑电感的特性以及电路的工作情况,避免电感饱和的发生。

电感饱和温升曲线

【电感饱和测试方案】
       传统电桥+偏流源的电感饱和测试系统,不但价格昂贵,体积庞大,操作复杂,而且测试电流只能在200A以内,已经远远跟不上电力电子新产品的发展。IPT系列电感测试仪器对电感器件施加恒定的直流脉冲电压,通过测量电感di/dt的变化,计算出对应电感量和其他参数,测试电流可达1500A,其简单快速的测量可缩短研发、出厂检验时间,并测量增量电感和正割电感。

IPT系列开尔文接法750.jpg

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