非晶纳米晶在各种磁芯形状中的磁滞损耗变化

2025-01-09 11:28:41
一、环形磁芯
1、低频段:
       磁滞损耗相对较小且增长缓慢。因为环形磁芯具有封闭的磁路结构,磁场均匀分布,磁畴壁移动阻力小,在低频交变磁场下,磁畴能够较为顺畅地跟随磁场变化,所以磁滞损耗较低,且频率变化对其影响不大.
2、中高频段:
       磁滞损耗随频率升高而逐渐增大,但增长速率仍相对较慢。此时,尽管磁畴壁移动依然较为有序,但由于频率升高,磁畴的翻转速度加快,磁畴壁移动的频率也相应增加,导致磁滞损耗有所上升。不过,相较于其他形状磁芯,环形磁芯的磁滞损耗增长仍较为平缓,这使其在中高频段的应用中仍具有一定优势.
3、高频及超高频段:
       当频率进一步升高达到高频及超高频范围时,磁滞损耗会加速上升。这是因为在极高频率下,磁畴壁的移动逐渐难以跟上磁场的快速变化,磁畴壁的共振等现象也可能出现,使得磁滞损耗急剧增加。但总体而言,在同等频率条件下,环形磁芯的磁滞损耗仍比其他形状磁芯低,所以在一些对高频性能要求极高的场合,如超高频变压器、滤波器等,环形非晶纳米晶磁芯仍是首选.
二、E 型磁芯
1、低频段:
       磁滞损耗相对环形磁芯较大,且随频率上升较为明显。由于 E 型磁芯存在气隙,磁场分布不均匀,磁畴壁在气隙附近受到的阻力较大,低频时磁畴壁移动就已受到一定阻碍,导致磁滞损耗偏高。随着频率的增加,这种阻碍作用对磁滞损耗的影响更为显著,损耗值上升较快.
2、中高频段:
       磁滞损耗增长速度加快,且明显高于环形磁芯。在中高频交变磁场下,磁畴壁在气隙处的钉扎和脱钉过程更加频繁,需要消耗更多能量来克服气隙带来的阻力,使得磁滞损耗大幅增加。此外,气隙处的磁场畸变也会导致磁畴结构的变化更加复杂,进一步加剧磁滞损耗.
3、高频及超高频段:
       磁滞损耗急剧上升,其增长速率远高于环形磁芯。在高频及超高频条件下,气隙对磁场的影响更为突出,磁畴壁的移动受到极大限制,大量的能量在气隙处以磁滞损耗的形式被消耗。因此,E 型磁芯在高频及超高频段的应用中,磁滞损耗问题较为突出,一般需要采取特殊的设计或补偿措施来降低损耗,如优化气隙形状、尺寸或采用磁性材料填充气隙等.
三、U 型磁芯
1、低频段:
       磁滞损耗比环形磁芯大,且随着频率的增加而较快增长。U 型磁芯的开口结构导致磁场分布不均匀,磁力线在开口处发散,使得磁芯内部磁场强度减弱且不均匀,磁畴壁移动受到干扰,从而产生较大的磁滞损耗。低频时,这种干扰就已导致磁滞损耗明显高于环形磁芯,且随着频率的升高,磁滞损耗增长更为显著.
2、中高频段:
       磁滞损耗持续快速上升,增长速度介于 E 型磁芯和环形磁芯之间。在中高频磁场下,磁畴壁在 U 型磁芯开口处及不均匀磁场中的移动更加困难,需要不断克服磁场变化带来的阻力,导致磁滞损耗进一步增大。虽然其增长速度不如 E 型磁芯快,但仍明显高于环形磁芯.
3、高频及超高频段:
       磁滞损耗迅速攀升,在高频及超高频时,磁场的快速变化使得磁畴壁在 U 型磁芯中的移动变得极为困难,大量的能量在磁畴壁的移动过程中被损耗。尽管其损耗增长速度在高频段稍低于 E 型磁芯,但仍然处于较高水平,限制了 U 型磁芯在高频及超高频领域的应用,除非采取有效的措施来改善其磁场分布和磁畴壁移动特性.
四、柱形磁芯
1、低频段:
       磁滞损耗比环形磁芯略大,其增长趋势相对平缓。柱形磁芯的磁场主要沿轴向分布,但端部存在磁场发散现象,这使得磁畴壁在端部的移动受到一定影响,从而导致低频下磁滞损耗比环形磁芯稍高。不过,由于其整体结构相对简单,磁场均匀性优于 E 型和 U 型磁芯,所以低频时磁滞损耗的增长相对较慢.
2、中高频段:
       磁滞损耗随频率升高而逐渐增大,且增长速度加快。在中高频磁场作用下,柱形磁芯端部的磁场发散对磁畴壁移动的影响逐渐凸显,磁畴壁在端部的移动需要消耗更多能量,导致磁滞损耗上升。同时,随着频率的增加,磁畴壁在整个柱形磁芯中的移动也受到一定干扰,使得磁滞损耗的增长速度加快,但仍低于 E 型和 U 型磁芯.
3、高频及超高频段:
       滞损耗快速上升,但上升速率低于 E 型和 U 型磁芯。在高频及超高频条件下,柱形磁芯端部的磁场畸变和磁畴壁移动困难等问题加剧,磁滞损耗迅速增加。不过,相比之下,其在高频及超高频段的磁滞损耗增长相对较为缓和,在一些对形状要求简单且频率要求不是极高的高频应用中,柱形磁芯仍有一定的应用空间。
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