軟磁材料基礎知識連載（四）

交流電感的設計

交流扼流圈的電感量隨著(zhù)交流磁場(chǎng)的變化而變化，而且是非線(xiàn)性。只有在鐵芯未達到飽和時(shí)，變化才接近線(xiàn)性。這時(shí)，電感隨交流磁場(chǎng)的增大而增大。故而交流電感要有一定的抗飽和能力，同時(shí)磁導率要高。

在逆變器中輸出濾波電感磁芯是雙向磁化，磁芯磁感應仍按基波正弦變化，但存在更大的直流分量。但是，由于電壓波形是SPWM與正弦波之差，所以在磁感應波形變化對應點(diǎn)發(fā)生斜率（dB/dt）變化，這些變化率大于基波電壓引起的最大變化率（電壓過(guò)零點(diǎn)）。因此交流磁芯濾波電感磁芯的磁滯損耗與正弦波變壓器相似，但渦流損耗遠比正弦變壓器磁芯高。此外，線(xiàn)圈流過(guò)高頻交流，同時(shí)，交流電感不同于直流濾波電感，磁芯磁通雙向磁化，氣隙附近磁通穿過(guò)線(xiàn)圈，引起嚴重的線(xiàn)圈渦流損耗。如果交流頻率很高，還要注意交流濾波電感的分布電容問(wèn)題。

一般根據濾波器輸入電壓包含的最低次諧波選擇LC諧振點(diǎn)，再根據負載特性、動(dòng)態(tài)響應、體積、重量要求決定電感量。

1) 設計基本關(guān)系和參數

已知電感量L，流過(guò)電感的電流有效值I，工作頻率f。

電感上承受的交流電壓有效值

電感處理的視在功率為

2) 電磁基本關(guān)系

正弦波電壓與磁感應關(guān)系有

式中：N－匝數；Ae－磁芯有效截面積（m2），如果采用硅鋼片，應當根據鋼片厚度考慮疊片系數，高頻最好使用非晶，其渦流損耗更小。；B－磁芯中峰值磁感應，根據損耗選擇磁感應B。

3) 交流電感與面積乘積關(guān)系

電感N匝線(xiàn)圈銅截面 ，窗口面積 (或 )

4) 用面積乘積選擇磁芯

由式（5-39）得到 ,因此面積乘積為

如果窗口利用（填充）系數為 , ,有
(cm4) (5-41)
用此公式根據廠(chǎng)家提供的磁芯手冊中選擇滿(mǎn)足上式的磁芯。式中尺寸－cm,磁感應B－T,電感－H.