開(kāi)關(guān)變壓器的有效導磁率

開(kāi)關(guān)變壓器的有效導磁率

　　前面已經(jīng)指出過(guò)，用來(lái)代表介質(zhì)屬性的導磁率并不是一個(gè)常數，而是一個(gè)非線(xiàn)性函數，它不但與介質(zhì)以及磁場(chǎng)強度有關(guān)，而且與溫度還有關(guān)。因此，導磁率所定義的并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的系數，而是人們正在利用它來(lái)掩蓋住人類(lèi)至今還沒(méi)有完全揭示的，磁場(chǎng)強度與電磁感應強度之間的內在關(guān)系。

　　前面我們比較詳細地介紹了平均導磁率μa 和脈沖導磁率μ△的概念，以后我們還會(huì )碰到初始導磁率μi 、最大導磁率μm 、相對導磁率μr (鐵磁材料導磁率與真空導磁率之比，μr=μ/μ0 )和有效導磁率μe等概念，這些，都是人們在不同的使用場(chǎng)合，對鐵磁材料的導磁率進(jìn)行不同的定義，以使分析計算簡(jiǎn)單。初始導磁率μi 和最大導磁率μm 以及相對導磁率μe一般比較容易理解，這里不準備再對它們做詳細介紹，下面重點(diǎn)介紹一下有效導磁率μe 的概念。

　　很多人在測試變壓器鐵芯導磁率的時(shí)候，都是通過(guò)測試變壓器線(xiàn)圈電感量的方法來(lái)測試變壓器鐵芯的導磁率;這種測試方法實(shí)際上就是測試電感線(xiàn)圈的交流阻抗，然后把阻抗換算成線(xiàn)圈的電感量，最后再根據(2-67)式求出變壓器鐵芯的導磁率。

　　L=μ*N*N*S/l (2-67)

　　但實(shí)際上用上述方法測試出來(lái)的導磁率，既不是平均導磁率μa 或脈沖導磁率μ△ ;而是有效導磁率μe ，因為，在測試電感線(xiàn)圈的交流阻抗的時(shí)候，無(wú)法把鐵芯渦流產(chǎn)生的電阻與線(xiàn)圈電感的阻抗互相分開(kāi)。

　　有效導磁率μe的概念是變壓器鐵芯的磁感應強度增量與變壓器鐵芯表面最大磁場(chǎng)強度之比，即：

　　(2-92)式中， μe為變壓器鐵芯的有效導磁率;?B為磁感應強度增量; Hm(τ)為變壓器鐵芯表面的最大磁場(chǎng)強度;N為電感線(xiàn)圈匝數; l變壓器鐵芯的平均磁回路長(cháng)度; Iem為渦流損耗折算到變壓器線(xiàn)圈中的電流與最大勵磁電流之和，Iem=i(τ) ，即：渦流損耗折算到變壓器線(xiàn)圈中的電流勵磁電流之和ie 在t = τ時(shí)刻的電流值; μa為變壓器鐵芯的平均導磁率。

　　這里必須指明：變壓器鐵芯表面的最大磁場(chǎng)強度Hm(τ)是指在t = τ時(shí)刻，圖2-19-a中，x=δ/2 處，或圖2-22-a中，x=d/2 處，的磁場(chǎng)強度。磁場(chǎng)強度一般是由勵磁電流產(chǎn)生的，咋看起來(lái)磁場(chǎng)強度Hm(τ)的勵磁電流中不應該含有渦流的成分;但實(shí)際上產(chǎn)生磁場(chǎng)強度Hm(τ)的勵磁電流，已經(jīng)把變壓器鐵芯產(chǎn)生渦流損耗的因素包含在其中。

　　因為，如果沒(méi)有渦流損耗，變壓器鐵芯中的磁場(chǎng)強度基本上只達到圖2-19-a或圖2-22-a中的平均值Ha，Ha=?Ht/τ;由于渦流損耗，勵磁電流必須額外提供一部分電流來(lái)抵消渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用;在變壓器鐵芯的中心，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度最高，因此，勵磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不足以補償渦流產(chǎn)生的負磁場(chǎng)的(磁場(chǎng)強度低于平均值Ha);而在鐵芯邊沿，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度最低，勵磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)不但可以抵消渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，并且還抵消過(guò)了頭(磁場(chǎng)強度高于平均值Ha);因此，在鐵芯邊沿，渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強度幾乎等于0，但這時(shí)，勵磁電流還是要對渦流進(jìn)行補償;即：產(chǎn)生磁場(chǎng)強度Hm(τ) 的勵磁電流已經(jīng)把變壓器鐵芯產(chǎn)生渦流損耗的因素包含在其中。

　　因此，變壓器鐵芯的有效導磁率μe是一個(gè)既顧及了變壓器鐵芯的渦流損耗，同時(shí)又保證勵磁電流能對變壓器鐵芯進(jìn)行充分磁化的磁感應系數。有效導磁率μe 與平均導磁率μa 的關(guān)系為：