磁芯氣隙對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響

磁芯氣隙對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的影響是一個(gè)很重要的問(wèn)題，如何選擇氣隙，至關(guān)重要，我們不妨通過(guò)一個(gè)具體例子來(lái)作進(jìn)一步的說(shuō)明。

例 已知在一拖二36W電子鎮(zhèn)流器中，要求的電感量為2.1mH，根據(jù)在工作臺(tái)上測(cè)試，流過(guò)此電感的電流（有效值）為0.3A，試選用磁芯，并計(jì)算磁心的有效磁導(dǎo)率、磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，如果不加氣隙，有沒(méi)有飽和的問(wèn)題？如果磨氣隙1.6mm，情況怎樣？

解：首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及電子鎮(zhèn)流器的功率大小，我們初步選用EE25磁芯，由廠家的數(shù)據(jù)表查出：它的有效截面積Ae為39.6mm2，電感因子AL=1900nH，有效磁路長(zhǎng)度為49.5mm。

（1）如果不加氣隙，根據(jù)其廠家提供的電感因子AL數(shù)據(jù)，要繞制2.1mH的電感，其圈數(shù)為：

N=（2.1×10-3/1900×10-9）1/2=33圈，

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度

根據(jù)電感量、圈數(shù)、及流過(guò)線圈的電流，按式（10）求得：

B=N×AL×I/Ae =35×1900×10-9×0.3/39.6×10-6=0.503T=503mT

這樣大的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即便在室溫下磁芯肯定要飽和。如果再考慮到磁性材料參數(shù)的不一致性，有+30%的誤差，以及燈電流波峰系數(shù)（一般限制為1.7以下，有時(shí)可能更大），則在電流最大的峰值(1.7×0.3=0.51A)附近，磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值將達(dá)到

BM=1.7×503mT=855mT，

再加上AL值+30%的誤差，磁心的磁感應(yīng)強(qiáng)度更是大得不得了，磁芯肯定飽和。所以，不磨氣隙，或氣隙太小，電路是不可能正常工作的。

（3）如果在中心磨氣隙1.6mm，其電感因子經(jīng)測(cè)試降為AL=59.6nH，電感因子降低了1900/59.6=31.9倍。為繞制2.1mH的電感，其圈數(shù)變?yōu)?/P>

N=（2.1×10-3/59.6×10-9）1/2=188圈，

由于電感與圈數(shù)的平方成正比，線圈圈數(shù)N只增加了188/33=5.7倍。這樣，電感因子大幅度減少，而圈數(shù)增加并不多，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度下降了。

在磨氣隙后，按式（10），磁感應(yīng)強(qiáng)度B變?yōu)椋?/P>

B=N×AL×I/Ae =188×59.6×10-9×0.3/39.6×10-6=0.084T=85mT

可見(jiàn)，磨氣隙后，磁心的磁感應(yīng)強(qiáng)度大幅度下降。氣隙越大，磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度越低，電感線圈越不容易飽和、損耗越小，越可靠，但是用的漆包線變多了。

在85mT的磁感應(yīng)強(qiáng)度下，即便考慮電流的波峰系數(shù)=1.7，最大的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不過(guò)144.5mT（加氣隙后，AL值是穩(wěn)定的，沒(méi)有誤差），那怕溫度上升，磁芯也肯定不會(huì)飽和。.

這個(gè)例子充分說(shuō)明：如果沒(méi)有氣隙，在上述電流下，由于磁場(chǎng)強(qiáng)度太大，磁心會(huì)飽和。所以作為鎮(zhèn)流器的扼流電感，磁心必須加足夠大的氣隙，減少其有效磁導(dǎo)率，用增加圈數(shù)的辦法來(lái)得到所希望的電感量。因?yàn)槟庀?，電感因子AL會(huì)減少很多，但電感量是與圈數(shù)N的平方成正比，圈數(shù)增加并不多，所以磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度會(huì)大大下降，就不會(huì)飽和了。

一般在已知線圈通過(guò)電流(有效值)的條件下，計(jì)算出來(lái)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)在200~230mT以下為宜，不能太大。如果計(jì)算出來(lái)的值達(dá)到300mT以上，磁芯不僅可能飽和，而且損耗過(guò)大，這是不能允許的。這時(shí)應(yīng)加大氣隙，或選用大一號(hào)的磁芯。

一般來(lái)說(shuō)，磁芯尺寸愈大，氣隙亦應(yīng)愈大。作為經(jīng)驗(yàn)值，我們推薦：EE13的中心氣隙應(yīng)≥0.4mm，EE16的中心氣隙應(yīng)≥0.6mm，EE19的中心氣隙應(yīng)≥0.8mm，EE25的中心氣隙應(yīng)≥1.3~1.5mm，EE28的中心氣隙應(yīng)≥1.5~1.8mm，EE30的中心氣隙應(yīng)≥1.8~2.0mm等等。為了給氣隙的選擇找到一個(gè)合理的而不是盲目的依據(jù)，建議對(duì)每種規(guī)格的磁心，磨不同的氣隙，計(jì)算它在不同的電流和電感量下的磁感應(yīng)強(qiáng)度，根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度值，來(lái)判斷氣隙大小是否合適。

在磁芯尺寸一定的條件下，電感量越大，氣隙越小，磁芯中磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，在同樣的電流下，越容易造成電感飽和。而且，磁芯中的損耗也隨磁感應(yīng)強(qiáng)度變大而增加，發(fā)熱也越來(lái)越嚴(yán)重，電路越不可靠。