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变压器气隙 LT 在图3所示的2种电感结构中，用铜箔绕制的绕组损耗随气隙位置b的变化趋势与漆包线绕组是不同的。这是因为两者之间在窗口内的磁通分布不同引起的。用漆包 线绕制的电感，旁路磁通的分布如图1(a)所示[1]。而用铜箔绕制的电感，由于铜层对磁场的屏蔽作用，旁路磁通的分布如图1(b)所示。磁通在窗口内的 方向是在磁芯上下端面之间。在这种情况下，改变气隙在磁芯柱上的位置，将对旁路磁通不会产生什么影响。所以当距离b较大时，随着b的进一步增加铜层绕组损 耗将基本不变。而当距离b较小时，b的改变对绕组的损耗是有影响的，根据前面的分析，此时是气隙位置对扩散磁通的影响而造成的。而用漆包线绕制的绕组，改 变气隙在磁柱上的位置而能影响旁路磁通，从而影响绕组损耗，详细情况可参考文献[1]。? 对本节前面的气隙位置对电感绕组损耗的分析进行了有限元验证。电感结构如图3所示，两种电感结构都选用南京新康达公司的EE16A磁芯。图3(a)为0.1mm铜箔绕制的电感，根据参数D的不同有三种方案，具体参数见图3(a)和表1。当电感绕组中通过幅值为1A，频率为300kHz的正弦电流时，用Ansoft?Maxwell?2D电磁场有限元软件得到三种方案单位长度的绕组损耗随 气隙在磁芯柱上位置的变化趋势如图4(a)所示。根据前面的分析，气隙位置b刚开始增加时，窗口内扩散磁通增加。此时方案1绕组距气隙较近，导致绕组损耗 随距离b的增加而增加。当b大于约3个气隙距时，随b的增加，磁芯窗口内的扩散磁通开始减少，此时绕组损耗随b的增加而减少。当b大约10个气隙距时，随 b的增加，磁芯窗口内的扩散磁通变化很小，此时绕组损耗随b的增加而基本不变。为了在b刚开始增加时，使绕组损耗不增加，可以使绕组避开气隙远点的距离。 方案2和方案3中绕组分别距气隙3.25和4.25个气隙距，从图4(a)可以看出绕组损耗在b刚开始增加时，绕组损耗不增加。 图3(b)为漆包线绕组制成的电感，根据参数D的不同有三种方案，具体参数见图3(b)和表2。当电感绕组中通过幅值为0.1A，频率为300kHz的正 弦电流时，用Ansoft?Maxwell?2D电磁场有限元软件得到三种方案单位长度的绕组损耗随气隙在磁芯柱上位置的变化趋势如图4(b)所示。对比 图4(a)和4(b)，在图4(a)中当b大约为10个气隙距时，绕组损耗随b的增加而基本不变。而在4(b)中，绕组损耗是随b的增加而减少明显的。这 和前面的分析是一致的。是由于气隙位置对两者之间的旁路磁通的影响不同而产生的结果。而扩散磁通对两者的损耗影响是一致的。 ?3?分布气隙参数对绕组损耗的影响为了减少损耗，通常要求绕组避开气隙一定的空间，一般为三个气隙长度左右。这样在气隙较大时就会导致避让区域过大，使磁芯窗口面积利用率大大降低。因此为 了减少损耗和提高磁芯窗口面积的利用率，用分布的小气隙来代替大气隙。如果小气隙之间的磁柱长度太短，部分扩散磁通就会旁过短磁柱，进入磁芯窗口内（如图 5所示），使分布小气隙的效果减弱。因此小气隙间的磁柱应该多长，来尽量减少小气隙之间的影响，就是一个值得分析的问题。根据文献[1]和前面的分析，对 于漆包线绕组由于气隙在磁柱上的位置会影响磁芯窗口内的旁路磁通，最终影响绕组损耗。而根据上节的分析，对于用铜箔绕制的电感，气隙位置不会影响到磁芯窗 口内的旁路磁通。现在是为了研究气隙间的扩散磁通对绕组损耗的影响，所以在研究过程中应该避免旁路磁通的改变而影响绕组损耗。故在此处选用铜箔绕制的电感 来进行研究。磁芯和绕组参数同图3(a)和表1中的方案1，大气隙为0.6mm，拆分为2个0.3mm的小气隙（如图5所示）。当电感绕组中通过幅值为 1A，频率为300kHz的正弦电流时，用电磁场有限元软件得到单位长度的绕组损耗随小气隙间磁柱长度d的变化趋势如图6所示。由图可知绕组损耗的变化趋 势和前面的分析一致。当d较小时对绕组损耗的影响较大，此时增加d能大大减少绕组损耗。随着d的增大，增加d对减少绕组损耗的作用逐渐减弱，当d大约为5 个小气隙长度左右时，气隙间距的变化对绕组损耗影响较小。 有时为了尽量减少绕组损耗，希望使用多个分布小气隙来代替集中的一个大气隙。使用的小气隙越多，工艺就越复杂，成本就越高。同时增加太多的小气隙，对减少 绕组的损耗不一定明显。因此小气隙个数增加到多少适合也是一个值得分析的问题。磁芯和绕组参数同图3(a)和表1中的三种方案。气隙布置在3个磁芯柱上， 每个磁芯柱上的气隙总长为0.6mm，拆分成的小气隙在磁柱上均匀分布。图7为每个磁柱上6个分布小气隙的示意图。当电感绕组中通过幅值为1A，频率为 300kHz的正弦电流时，用电磁场有限元软件得到单位长度的绕组损耗随小气隙个数的变化趋势如图8所示。对图8所示的