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变压器、电感之二:变压器的能量究竟储存在哪里?

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nc965
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  • 2012-4-11 10:28:59
uchao114
这本精通开关电源设计,我想很多人都看过这本畅销书,这位作者当然很厉害,但我想表明的观点是:作者所说的“灾难性”应该是建立在你这个磁芯面积上,不同的磁芯面积存储不同大小的能量,而我们知道反激电源的变压器一般都是开气隙的,这样是不是可以避免“灾难”的到来呢?也就是通过调整气隙,增加N,使得变压器能传输更大的能量而不饱和。
那么,这又涉及到一个问题:开气隙多大为好???开气隙,我就可以增加圈数来保证电感量不变。那么公式就适用了。根据B=LI/NA,L和I,A都是不变的,N变大了,自然B减小了。不知道两位高工是否同意小弟的观点。
nc965
没错,你可以这样理解。但是那公式并不是因为你保持电感不变才适用,它是普遍都适用的。
你认为不同的磁芯面积存储不同大小的能量,是很有问题的认识,究竟电磁转换的能量储存在哪里?说法很多,你说是磁芯截面积、有人说是磁芯体积,甚至还有人说是储存在气隙里。在我看来都是糊涂认识。其实这是缘于人们的思维惯性,人们生活在4维宇宙里就一定非得找个4维空间来装这个能量。其实能量就储存在磁场里,就这么简单,老祖宗麦克斯韦早就这样定义了,别以为磁场这东西咱们肉眼凡胎看不见摸不着,其实它比4维空间更接近宇宙的本质,更加真实的存在。现在的人要做学问,写书,怎么写,要图,什么图?4维空间图,因此才有这诸多误会。



扩展阅读:
变压器、电感之一:关于磁芯安匝数的问题 http://bbs.21dianyuan.com/74742.html
变压器、电感之二:变压器的能量究竟储存在哪里?http://bbs.21dianyuan.com/74820.html
变压器、电感之三:认识变压器原理 http://bbs.21dianyuan.com/75004.html
变压器、电感之四:把变压器原边漏感能量送回输入侧的方法 http://bbs.21dianyuan.com/75176.html
变压器、电感之五:把变压器付边漏感能量送到输出侧的方法 http://bbs.21dianyuan.com/75179.html
变压器、电感之六:真实的谎言----变压器漏感只有一个?http://bbs.21dianyuan.com/75182.html#buttom
晶纲禅诗
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  • 2012-4-11 10:34:26
 
进来听课。
long223349
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  • 2014-11-2 19:39:23
 
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long223349
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  • 2014-11-2 22:02:49
 
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long223349
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  • 2014-11-2 22:03:25
 
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nc965
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  • 2012-4-11 11:55:39
 
luchao114
李兄的观点很特别,希望能详细的论述一下。能量是存在磁场里面,但这句话要详细的论述。如果去论述,我想肯定需要实验支持,那么它就变成一个研究课题了,呵呵。我来抛个砖,希望大家发表自己的观点并且简单的论述一下,这样就比较有意义了。我们对磁场做功,这样就可以产生电能,但这个电能是我们做功来的(移动导体做功),而不是磁场自行产生的,可以说,磁场只是一个转换的媒介。一块磁铁放在那边,周围都是磁场,并不是它在释放能量。我们可以把磁场看做是物质,它是和磁体本身共存的物质,这就好比一个细胞,磁体就是细胞核,周围都是细胞质(磁场)。它们是共存的,共同参与新陈代谢(能量转换)。显然,同等材料,大个子磁体比小个子磁体更具有磁力,也就是周围磁场更大,也就是李兄说的(或者是麦克说的)能存储更多的能量。那么同等材料,大个子磁体就是磁面积比小个子磁面积大,所以存储能量多(确切的说是参与能量转换的介质多)。所以,小弟认为磁体面积越大,这样周围磁场就越多,所处理能量的能力就越强了。加气隙的多少是不是会影响磁体的转换能量的能力,这个吃过饭再继续论述。
moses
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  • 2012-4-11 12:53:23
 
之前说能量存储在气隙里,应该是存储在气隙的磁场里.但是因为磁芯不能直观的理解,所以后来就变成了存储在气隙里了.
至于为什么是气隙不是磁体,因为空气与磁体的导磁率不同,你上面用细胞作例子,只说了体积对磁场的影响,还有材质没说,还用细胞来举例,同样体积的红细胞与白细胞,其储能能力显然不同.
蒋江黔
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  • 2012-4-11 13:02:35
 
能量在气隙里=能量在气隙里的磁场里
hanxiaoabcd
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  • 2012-4-16 20:20:13
 
绝对支持蒋工!!!
luchao114
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  • 2012-4-11 13:33:26
 
今天休息一天,希望大家都参与讨论啊。
上面我是讨论了磁芯面积,当然包括材质,PC40,还是PC44,还是PC365……关键要论述出磁芯和功率的关系,也就是同等芯片,同等变压器型号,为什么别人可以做到20瓦特,你却只能做到15W。这就是我们讨论的重点。例如:芯片频率60K,芯片最大占空比0.8,输入电压100V,输出电压10V,输出功率10W。反激电源,实际占空比我们选择0.45比较多。用EE35做,可以吗?可以。用EE25做,可以吗?可以。用EE15做,可以吗?不可以……可以!回答不一致就是因为大家经验不同。这需要一个科学的判断。如果你用精通开关电源的AP法去计算参数,可能会让你失望,但实际呢?千万不要放弃,可以去试,说不定成功的,但理论支持由谁来提供呢?陈工说要出书,那是最好的,但我想针对这个问题,我们讨论一下就应该有结果的。还是希望大家论述自己的观点,而不只是提出自己的观点。
moses
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  • 2012-4-11 18:20:43
 
个人认为相同材质,相同体积的磁芯,比如EE15,如果气隙相同,其磁场最大能存储的能量是相同的,之所以有的能做到10W,有的不能,是因为我们设计电源都有余量.
luchao114
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  • 2012-4-12 09:40:12
 
气隙当然要不同了,如果什么都相同的话,就不必讨论了,现在就是在讨论气隙,匝数,电感量和能量的关系。
真武阁
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  • 2013-2-5 18:47:52
 
好比一个串联回路里,电阻大的耗散比电阻小的肯定要大
空气的“磁阻”比磁芯要大得多,气隙相当于在磁路里串联一个“磁阻”很大的磁芯,能量肯定是主要存储在气隙上了,不然的话为什么气隙附近涡流最大
lsy_forever
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本网技师
  • 2012-4-22 01:03:52
 
我是学生,个人认为,气隙是为了防止磁饱和,而降低磁感应斜率的。匝数的问题,其实如果不考虑高频效应,一大坨粗铜也就是一匝,和N多匝(不考虑一匝的绕线间隙)产生的磁场是一样的……但是实际有趋肤和邻近效应……其实电感就是一个“电路串联,磁路并联”的结构
efen
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  • 2012-5-5 22:02:09
 
学习
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-4-11 19:16:58
 
赵修科老师的书上给出了磁场储能的公式:P=0.5*V*B*H,在电场输入相同的情况下,B和截面积、磁导率相关,H和等效磁路长度有关。所以如果是反激类应用,气隙主要决定等效磁路长度,那么磁心功率就由截面积、磁导率和气隙长度共同决定;如果是正激类应用,气隙只占等效磁路长度的一部分,那么磁心功率就由磁心体积、磁导率和气隙长度共同决定。
blueskyy
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  • 2012-4-11 19:27:13
 
“增加N,使得变压器能传输更大的能量而不饱和”表示异议~
玉兔昇
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  • 2012-4-11 19:40:02
 
蓝天兄讲的对
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-11 20:42:41
 
估计前提是电感量、磁芯不变增大气隙。
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-11 20:46:07
 
增加N,电感承受的伏秒积↑,电感量、磁芯不变,增大气隙存储的磁场能量更多,饱和电流↑……
晶纲禅诗
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  • 2012-4-11 23:31:45
 
WANGYUREN
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  • 2012-4-12 08:40:18
 
蒋江黔
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  • 2012-4-12 08:20:53
 
这种情况(指保持电感量不变),饱和电流与匝数成正比
WANGYUREN
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  • 2012-4-12 08:40:27
 
luchao114
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高级工程师
  • 2012-4-12 09:14:48
 
蒋兄说的就是这样的,希望蒋兄再从几个方面去解答初学者的疑问。我们是要找出匝数多的好处,精通开关电源作者是说“匝数多了,就灾难了”,那么我们如何避免“灾难”,这就引出了开气隙,那么一个变压器是不是可以无止境的开气隙来提高存储能量的能力吗?这就引出了能量存储在哪里,这个存储空间最大能存储多少能量?很想讨论的是磁芯存储能量的能力来自于哪里?反激电源,是将能量先存储到初级电感中,然后再传递到次级电感中,在此之间能量是如何变化(过度)的,我们是否可以从这个过程中来最大化的利用变压器做最大的功率。以后就知道EE13的变压器可以做多大功率的了(不在用什么典型的AP法去算反激变压器了)。
蒋江黔
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  • 2012-4-15 10:53:28
 
对于变压器, 如果输入电压不变, 匝数多却实有影响, 那就是容量下降了, 但还谈不上是灾难, 因为通常对灾难的理解是出现毁灭性问题;
对于电感, 匝数多的"灾难",是额定电流反比下降了
====================================================
气隙很小时(长度远小于截面几何尺寸的最小边), 可以认为主磁通还在那个气隙里, 但是当气隙的长度接近或超过那个范围之后, 扩散磁通和旁路磁通便成为主要通路, 气隙就失灵了
====================================================
需要纠正一种错误的想法, 认为磁芯储能的极限影响传输功率.
实际上, 影响传输功率的是绕组的发热, 如果发热问题解决了, 不用磁芯了, 用两个紧耦合的空芯线圈做反激变压器, 功率无限大.
hanxiaoabcd
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本网技师
  • 2012-4-16 20:33:18
 
学习了!!!
晶纲禅诗
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  • 2012-4-16 21:52:03
 
[需要纠正一种错误的想法, 认为磁芯储能的极限影响传输功率.
实际上, 影响传输功率的是绕组的发热, 如果发热问题解决了, 不用磁芯了, 用两个紧耦合的空芯线圈做反激变压器, 功率无限大. ]
1.【需要纠正一种错误的想法, 认为磁芯储能的极限影响传输功率】 2.【用两个紧耦合的空芯线圈做反激变压器, 功率无限大】
蒋工:如在常规条件下第1条与第2条说法有没不妥的地方?
蓝色的天空
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副总工程师
  • 2012-4-18 09:11:31
 
顶一下,
我也是便向你这关点,主是要整体发热限制了。
蒋江黔
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  • 2012-4-18 09:35:09
 
请注意:你提的2条的前提,是“如果发热问题解决了”,这两条只能说明磁芯储能不是传输功率的瓶颈。真正的瓶颈是铜损。
=======================================================
人类目前用“超导体”得到的人工强磁只有40T, 请注意超导体是加了引号的, 因为目前的高温超导体并不能得到零电阻,而是非常接近零的电阻,相当于牛顿定义微分的分母:达到零之前的那个状态。
也就是说,超导体仍然存在微小的电阻,大电流下还是会发一定的热,冷却手段无法保证它流过更大的电流了。
=======================================================
中间一段是说明人类目前无法完全解决铜损问题。那么如果我有了理想的超导体,我把它加工成很细的漆包线(扔然没有电阻对不对?),在EE13骨架上做两个绕组,不加磁芯。
好了,初级串一个超导电容与漏感谐振抵销漏感,在正弦波的驱动下,这个空芯变压器不会发热,磁通也可心做的很小:一个高斯也能工作。全世界的电力全部通过它来传输也没有问题了。
nc965
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  • 2012-4-18 09:39:08
 
【真正的瓶颈是铜损】还有磁损。
蒋江黔
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  • 2012-4-18 09:48:06
 
铜损解决了,磁损可以不理它,我刚才说过,如果有超导体,那么有1个高斯的工作磁密就够了。甚至用空芯变压器,完全无磁损了。
反过来,磁损完全解决了,它只是不发热,它并不能通过无限大的磁通。要知道,匝数与磁密成反比,铜损与磁密的平方成反比。
铜损解决了,磁损还是目前水平,变压器的功率密度一下子提到到无穷大。
而磁损解决了,铜损还是目前的水平,变压器的功率密度只能随磁芯Bm提高倍数的平方增加。
jpvnui
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  • 2012-4-21 00:07:12
 
变压器传输功率和损耗有很大关系吧,如果损耗下去了,功率传输量就大了。
绕组的直流电阻决定铜损 Pcu=Ip*Rd;绕线的截面积越大,直流电阻越小,一次侧耗能越小,输入电能转换成变压器的磁能越多。
磁性材料的特性决定磁损W/Kg=kfB;一,频率越高,磁滞曲线包围的面积越小;二,磁芯截面积越大,达到饱和所需电流越大(H=NI/L),磁滞损耗和涡流损耗都越小。最终变压器磁能越多转换电能。
最后总的功率传输能力越强。
通过对变压器初级加电流测试可以看到其电感值在衰减,存储的能量肯定是在减少的。损耗的能量哪里去了,可想而知。
hu36981470
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  • 2012-7-23 10:48:19
 
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luchao114
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  • 2012-4-12 09:43:28
 
谁都可以说:异议,但讨论只是说:我不同意,然后就坐观。那就无意思了。如果能论述一下你的观点,那大家都可以互相学习的。
zcyzvs
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高级工程师
  • 2012-4-14 15:23:33
 
增加N的同时,感量是成平方的关系增长,往往会适得其反的,但是如果在增加N的同时,开气息来减小电感,是可以达到传输更大的能量而不饱和的
zouliquan
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本网技师
  • 2012-4-14 23:46:39
 
增加气息为了是减小磁导率,减少剩磁,使dataB增大,和电感量有何关系?请楼主指教。
hanxiaoabcd
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本网技师
  • 2012-4-16 20:31:18
 
在磁芯回路上增加了气隙就相当于增加了磁路的长度,增加的磁路长度=u*气隙长度(空气的磁导率为1)这样可以非常明显的增大回路的饱和电流,这样做虽然会导致电感量一定程度的减小(磁回路的有效长度变了,电感自然变了),但是对于变压器来说饱和电流要比电感量来的重要的多。
zouliquan
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本网技师
  • 2012-4-17 19:43:09
 
H*l=N*Il。楼主的L是磁导率*气息长度是如何来的呢?如果增加了气隙总的磁路长度应该是加上气隙长度才是。请楼主指教。
blueskyy
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  • 2012-4-15 00:08:31
 
这个说法同意 ~
蒋江黔
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  • 2012-4-15 07:04:50
 
这属于南辕北辙
zouliquan
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本网技师
  • 2012-4-15 08:42:01
 
好吧,现在换种说法,假设:磁动势=磁通*磁阻。增加气息后磁阻自然增加了,而磁通密度就相应的减少了。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-11 19:39:12
 
原来是 nc965 大师和uchao114先生的讨论。
学习了。
我认为,变压器作为电感看(如反激式),能量主要存储在气隙里,小部分存储在磁芯里。但其他变压器不带气隙,所以存储的能量就很小。一点点。当然也不需要它存多少能量。直接就过去了。
nc965
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  • 2012-4-12 08:24:51
 
这是最糊涂的认识之一,哪个老师教的?直接就过去了?
蒋江黔
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  • 2012-4-12 09:01:15
 
一点不糊涂,磁压主要在气隙两端,所以电感的磁能主要在气隙里。
nc965
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  • 2012-4-12 09:05:00
 
只有用导体直接连接,能量才是直接就过去了,否则就有能量转换,直接过去不了,跟气不气隙不搭界。
蒋江黔
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  • 2012-4-12 09:07:13
 
误会误会,原来你是驳玉兄弟的“直接就过去了”

我觉得玉兄弟说“直接就过去了”是指“直接(耦合)过去了”的意思
nc965
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  • 2012-4-12 09:17:55
 
即使你说的“磁压主要在气隙两端,所以电感的磁能主要在气隙里”也不对,气隙这个东西,实际上是工况需要,或者说是状态的需要,并不是能量转换的需要。他的作用如同三极管放大电路要加直流偏置才行一样,但是直流偏置并不是放大电路的本质。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-12 19:32:52
 
还是蒋师兄讲的对。比如正激式变压器,没气隙。就没有能量存在磁芯里(一点点),如果次级有负载,初级的能量就“直接(耦合)过去了”。
luchao114
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LV6
高级工程师
  • 2012-4-13 08:22:18
 
我没有做过正激变换器,但我还是想发表一下我的想法,待兔兄反驳。如果是“耦合”过去,那么理论上正激变换器比如用EE13做变压器,也可以做无穷大的功率,因为只要有一个变压器将一次能量“耦合”过去就可以了,之间没有进行任何的转换。但如果不是简单的“耦合”,而是进行了转换,那么EE13肯定做不了无穷大的功率。
wangriming
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助理工程师
  • 2012-4-13 09:06:28
 
窃以为,上面说到的“耦合过去”指的是通过“电场--磁场--电场”这样的转换耦合过去的,这样磁芯的大小就能在一定意义上决定了其能承受磁场强度的大小(假设先不考虑加气隙),从而能传递过去的能量也就有限了。
蒋江黔
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  • 2012-4-13 09:52:32
 
原则上说,那怕是细微的磁通变化,能传递的能量都是无限的。工程上的“有限”,是因为存在铜损
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-14 19:16:09
 
我认为蒋师兄说得对。
嘿呼呼23
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本网技师
  • 2014-1-13 11:54:01
 
蒋工你好,我想请问下,你说细微的磁通变化可以传递无限的能量,既然这样加磁芯的作用能不能这样理解,就是说,加磁芯是为了提高电感量,而提高电感量就可以减小励磁电流,减小铜损?
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-14 19:12:24
 
很高兴您的回复。无穷大的功率是不行的。但限制它的并不是磁场。而是导线的电流。无穷大的功率对应着无穷大的电流,一是导线吃不消,而是压降很大使初级的有效电压下降,即使有一个变压器将一次能量“耦合”过去就可以了,也不会无穷大功率。
moses
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高级工程师
  • 2012-7-21 14:17:59
 
我认为限制正激变压器小型化的是铜损.如果有超导做线圈,EE13当然可以做无穷大的功率.
WANGYUREN
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  • 2012-4-12 09:08:51
 
理想变压器初次级安匝相等,没漏感,全耦合,能量不是直接过去了?
nc965
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  • 2012-4-12 09:22:30
 
变压器原边是电能,付边也是电能,但是中间没有电气连接,能量肯定不是直接过去的,明显是电磁转换,难道还有疑问?
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-12 19:41:54
 
斑竹讲的也对。是有电磁转换,但没有能量存储在磁芯里。在能量过去的过程中,铁心的磁场并没有改变(要有也是一点点),能量就这么直接过去了。很神奇。
nc965
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  • 2012-4-13 08:27:06
 
糊涂!铁心的磁场是剧烈变化的,比你想象的剧烈得多
蒋江黔
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  • 2012-4-13 08:39:33
 
反对!磁场的变化对应于磁化电流的变化,磁化电流是不能突变的
nc965
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  • 2012-4-13 08:48:42
 
想清楚了再反对吧,我们的变压器、电感,无论啥激,其铁芯控制只有2个指标,一是不能饱和、二是不能发烫。处于接近饱和和临界温度的铁芯内部,如果不是翻江倒海的折腾,会这样吗?风平浪静就把能量传输过去了?
蒋江黔
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  • 2012-4-13 09:26:50
 
除了工频,谁会把磁材处于接近饱?
临界温度即所谓的居里点,硅钢片约400度,铁氧体为220度,谁敢上这么高温度?
变压器能量的耦合,发生在某一个瞬间,分析这个过程只需要观察某一段时间,比如一个周期,甚至一个脉冲。但是也请注意,变化剧列的仅仅是端电压,磁化电流那可是相当的平静的,工频的磁化电流是正弦,脉冲变压器的磁化电流波形是锯齿状
nc965
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  • 2012-4-13 09:46:23
 
如果你铁芯内部很平静、远离饱和,也不发热,说明你设计有问题,还可以省,省多少?省到它接近饱和,温度升到可以接受的程度为止。
蒋江黔
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  • 2012-4-13 09:50:16
 
PC40,200KHz,EI40,最多只敢跑0.12mT, 离饱合还远的很, 已经烫的要命
没有谁的铁芯“也不发热”,磁芯一定要让它发了点热的,以保持90度左右最宜,此时比损耗最低
blueskyy
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  • 2012-4-13 21:16:18
 
再反对 ~
luchao114
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  • 2012-4-13 08:51:08
 
WANGYUREN
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  • 2012-4-13 09:13:32
 
理想变压器铜阻为0,输入电压全变成磁动势,磁芯磁阻为0,初级产生的磁动势全变成次级电动势输出了,能量咋还不是直接过去了?
nc965
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  • 2012-4-13 09:29:25
 
你自己就说出了2个“变成”,变了2次,就已经不是“直接”了,这是逻辑问题。
WANGYUREN
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  • 2012-4-13 13:17:38
 
电→磁→电——是变了2次,但是能量没存储,“直接”传递了。
luchao114
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  • 2012-4-13 13:52:19
 
哦,那做正激变压器,做200W,需要选择什么型号的磁芯呢?依据是什么?
Bodoni
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  • 2012-4-13 16:35:35
 
什么情况?
有pfc吗?
luchao114
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  • 2012-4-13 17:27:47
 
分别讨论一下
Bodoni
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  • 2012-4-13 17:45:30
 
另外开贴讨论比较好
nc965
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  • 2012-4-13 16:29:54
 
看来问题出在“储存”二字上了,啥叫“能量储存”一两句话很难说明白。
蒋江黔
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  • 2012-4-13 16:33:16
 
变压器不储能,储能的是励磁电感
jpvnui
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  • 2012-4-23 22:14:05
 
初级线圈将电能转换为磁能,次级线圈将磁能转换为电能,最终能量还是转换出去了
蒋江黔
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  • 2012-4-12 09:03:35
 
储能要用低磁导率磁材,这是共识。
低导粉芯磁材的磁粉,磁导率并不小,我们看到的小是表象,是因为内部有许多小气隙
反激变压器,只不过把这些气隙集中起来了
starcool
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LV6
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  • 2012-4-12 18:44:36
 
最近在看反激,听课
wangriming
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  • 2012-4-13 09:45:16
 
找到这个公式帮LS说明一下问题,磁场的能量密度:wm=B*H/2=B^2/(2*u)。
Bodoni
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LV10
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  • 2012-4-13 08:09:16
 
正激型变压器如何储存呢?
wangriming
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LV3
助理工程师
  • 2012-4-13 09:39:52
 
正激变压器就是变压器,变压器是不需要储能的(指不需要通过开气隙或者采用分布式气隙的磁芯来存储能量),实际上磁芯中还是有一定储能的;
反激变压器才需要存储能量,其工作特性与电感相似,所以一般反激变压器按照电感的设计方法进行设计。
《变压器与电感器设计手册》里面有详细的正反激变压器设计例子,可以看一看。
wo880926
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本网技师
  • 2012-8-2 08:08:41
 
FORWARD 只是传递能量不储存。。。
high-power-hu
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LV6
高级工程师
  • 2012-4-11 19:46:17
 
听大师们讲课
mjun
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高级工程师
  • 2012-4-13 09:10:49
 
有些小功率的RCC电源磁芯不开气隙哦!那这种转换的能量又存储在哪呢?
蒋江黔
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  • 2012-4-13 09:46:59
 
微功率的反激就不能开气隙,磁芯的储能就够了
dianyuan_l
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助理工程师
  • 2012-4-13 10:23:46
 
陈永真 陶显芳 周挺巧 cmg
mjun
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LV6
高级工程师
  • 2012-4-13 11:23:04
 

那就是说,能量转换时能量即存储在磁芯里,也存储在气隙里了?
hero_or_king
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LV6
高级工程师
  • 2012-4-14 14:01:06
 
嗯,本身的励磁电感就够了,不需要再开气隙增大励磁了
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-4-13 20:06:01
 
磁场是由电流产生的,无电流无磁场,所以电磁转换的核心就是电流。磁场能量E=0.5uH2=0.5u(NI/L)2,如果物质都是理想的,无铜损铁损磁心不饱和,那么用高磁导率、短磁路长度并用可通过大电流的超导体细线绕尽可能多的圈数,这样就可以得到很大很大的功率。
可是磁导率越高,在相同磁场强度H的作用下其磁感应强度B越大,不但更容易磁饱和而且损耗越大,所以为了更低的铁心损耗,我们只能降低磁导率u、提高饱和磁感应强度Bmax,并增大H来提高输出功率;同时导线上的铜损随电流和圈数的增加而增加,而铜损P=RsingleNI2,其中Rsingle指的是绕组的单圈阻抗,所以从降低铜损的角度出发,我们应该增加圈数而减小电流;而圈数的增加不可避免的需要增加绕线面积,这就增加了磁路长度L,在一定程度上又使得H减小。另一方面,圈数太多可能造成散热不良,温度上升,为了避免磁心达到居里温度而热饱和或者因为温度过高带来的其他周边问题,我们又要控制圈数。
变压器的能量传递是 电 - 磁 - 电 的过程,所以所有电能将不可避免的先转换成磁场能量,然后变换回来,所谓的耦合都是以磁场为媒介的。
晶纲禅诗
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  • 2012-4-15 07:23:10
 
[变压器的能量传递是 电 - 磁 - 电 的过程,所以所有电能将不可避免的先转换成磁场能量,然后变换回来,所谓的耦合都是以磁场为媒介的。]
此话是真理!
blueskyy
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总工程师
  • 2012-4-15 20:54:28
 
无电流无磁场
NO !
nc965
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  • 2012-4-14 08:11:29
 
观点很混乱,说法很多,要把这个事情说清楚,比较畏难了。
首先,标题就有问题,啥叫能量储存?正激没有能量储存、反激才有,正激和反激就这么大差别?给你2个电源,晃眼一看你能够分辨出正激反激?他们都是开关电源,都是基于差不多的电磁转换原理,你们信不信我用正激的磁芯做个反激电源出来?
啥叫能量储存,非得储存?
山上的石头有势能,滚到山脚就没了是吧?如果我再在它旁边挖个坑,对坑底它又有势能了?这个势能是怎么储存进去的?它储存在哪里的?
水含有氢、氢可是巨大的核能,但是给你泼盆冷水,你只会打个寒颤,感觉不到它储存了什么能量。
充电正100V的电容有储存能量吧?把它放电到0V,储存的能量总没了吧?但是如果你的参照点地的电平是负100V,它还可以继续放电,什么叫能量储存?
能量转换才是宇宙的本质,能量一旦被储存,储存再多,只要不转换,就可以看成没有能量,最典型的就是磁铁,有木有磁场?有,还很强大,能量呢?木有,起码用不上。
因此,我们需要关注的是电磁转换过程,而不是能量储存在哪里,更不需要给它找个地方呆着了。
能量储存在气隙里,纯属无稽之谈
能量直接就过去了,纯属无稽之谈

用正激的磁芯做个反激电源的方法(实验室条件下可以实现):
同样的磁芯,同样没有气隙,同样的绕组,同样的PWM(频率和占空),差不多同样的电流波形和输出功率,怎么实现?
其实很简单,你只需要增加一个附加绕组,给点直流电流,形成反向磁偏,抵消反激的单向磁偏就行了。再简单的话整个恰到好处的磁钢进去也行,所谓预磁偏技术。
这样一来,正激反激波形就差不多了,这时你们再来说,能量储存在哪里?怎么就直接过去了的?
蒋江黔
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  • 2012-4-14 08:48:53
 
正激的整流管与电容之间有一个不算小的电感, 反激的没有(多路输出为了搞好交叉调整,会串小小的,但真的是很小)
电容放到0V, 再接到负电压, 一般认为这不叫放电了, 叫充电.
能量不转换并不代表没能量, 安静的手留弹, 你说有没有能量?
你的标题叫做"变压器的能量究竟储存在那里?" 却又说需要关注电磁转换过程, 而不是能量储存在那里, 也不需要给它找个地方呆着. 我看李工是不是有点思维混乱了
能量储存在气隙里, 是电工基础, 绝对不是无稽之谈
反激变压器的磁压主要在气隙上, 因此气隙处的能量最多
反激变压器不开气隙, 肯定是有一定功率输出的, 不过只有常规反激的十分之一以下, 不是不能做, 是不能这么做, 不合算, 从这一点可以看出, 李工没亲手绕过反激变压器
nc965
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  • 2012-4-14 08:56:57
 
后有编辑,看完再议,感谢蚂蚁关注,这论坛没有你就不好玩了。哈哈
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:31:47
 
谈不上,俺只对技术讨论感兴趣,看到自已认为不对劲的,肯定会弄个水落石出。要么扭转别人的想法,要么扭转我的想法。错误的认识留在谁的脑袋里,都不是好事。特别是咱们这类喜欢“指导”别人的“老家伙”。指正一个年轻人仅仅这个人受益,指正一个“老家伙”可步涉及一大群人。是好事
二手电工
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高级工程师
  • 2012-4-16 22:43:40
 
正解。
正激是buck-derived拓扑,根子还是在buck上,所以电容前必须要加L,从而对脉冲进行滤波,得到要的直流输出。同理,半桥,全桥也一样。
反激是基于buck-boost的,所谓的变压器就是电感了,已经包含了电感,故在等效的模型中,LC滤波的元件已经齐全,不需要额外的电感了。
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:29:09
 
增加一个附加绕组,给点直流电流,形成反向磁偏,抵消反激的单向磁偏就行了。再简单的话整个恰到好处的磁钢进去也行,所谓预磁偏技术。

这个才是真正的无稽之谈,呵呵。
高导磁芯不加气隙,励磁电感量非常之大,能储存的能量仅仅是变压器容量的十分之一以下(通常是几十分之一),微晶变压器甚至是万分之一,就算你能通过偏磁把工作磁振幅提高一倍,那储能也只提高3倍
用一个绕组给变压器提供直流偏磁,我十几年前就想过,需要一个开路电动势很高的恒流源,不实际。
用硬磁钢更不消说了,硬磁钢的电阻率很小,只比硅钢片高2倍,涡损大的惊人,还有更可怕的:磁滞损耗。
至少到现在,我们还没有看到相关的工程案例
搞电源,不研究磁性材料的特性,凭空想象是行不通的。
nc965
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  • 2012-4-14 09:37:20
 
现在说的是理论,材料的限制另论,也就是说,如果没有气隙,没有地方储能,反激还成立不成立?论坛很多人,不妨做做试验看,仿真也行,让真相大白于天下。
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:45:36
 
这个何需试验?
所有能实现的变压器,不管是正激变压器还是反激变压器,至少由初级并联了励磁电感的理想变压器组成。
正激不开气隙是为了减小励磁电感的电流和储能,反激变压器开气隙是为了增大励磁电感的电流和储能。
过去,我同意反激变压器不是变压器,是耦合电感,我同意。随着认识的加深,我觉得反激变压器就是个变压器,只不过故意开气隙降低磁导率,增大储能而已。
那么,正激变压器能不能做反激拓朴?能的,只不过储能很小,输出功率也就很小,不能充分利用磁材。
反过来,反激变压器能不能做正激?能的,至少用在双管正激上是能工作的,只不过消磁
电流很大,开关的发热也比较大。
nc965
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  • 2012-4-14 09:51:44
 
假设,100年后,没有涡流的磁钢有了,恒流源也是小KS了,反激变压器就可以用没有气隙的磁芯了,你所谓的电工基础理论是不是就不对了呢?
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:54:22
 
我发觉你跟元增民教授相当的相似,别人指出他的问题,他就跟别人鬼扯。
但与元增民教授不同的是,你不骂人,元增民教授就不讲理了,不但鬼扯,还骂人。
nc965
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  • 2012-4-14 10:01:31
 
蒋工激动了,空了我来仿仿,看看实情再说
蒋江黔
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  • 2012-4-14 10:04:31
 
今天早上,看到那人在LED指示灯那个贴子里骂开了,李工可去观赏一下?
落到你头上,你会怎的?
我纠他的错,一是生气(基于私心),二是为大学生挽惜,那种垃圾教材,一定要多多曝光,省的去害人
nc965
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  • 2012-4-14 10:12:53
 
那贴我已经屏蔽了,感觉是噪音,从技术角度看,完全是小题大做,其他的没多想,不过看看也无妨
vagrant20
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本网技师
  • 2012-4-15 10:58:34
 
其实不需要屏蔽的。。。
随他们去....
WANGYUREN
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  • 2012-4-14 10:07:48
 
啥软件能仿真变压器?可否分享?
nc965
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  • 2012-4-14 10:17:57
 
Saber就可以,比如ETD29
WANGYUREN
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  • 2012-4-14 10:29:20
 
马刀不是仿真电路的嘛?变压器磁路能仿真?
nc965
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  • 2012-4-14 10:54:15
 
当然
看好了,这个变压器,
型号:EE2825
材质:PC40
气隙:0
截面:86.9um
磁路:57.7mm
原边:100匝
付边:20匝
辅助绕组:100匝
我们来试试它分别在正激和反激时可以出多少力?

WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-15 10:48:38
 
不赖啊:马刀还有变压器库,只是磁芯材质俺咋没看见PC40?还有电感量整不了?
nc965
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  • 2012-4-15 19:48:11
 
“3C8”就是PC40, 飞利浦磁芯材质系列,电感量就需要用电桥测了才知道,和你平常一样。
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-17 08:26:58
 
飞磁都给国巨收购了,代换PC40的好像是3C89。
有磁芯磁导率、气隙长度、磁路长度、截面积、绕组匝数可以估算电感量,马刀搞不定?
nc965
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  • 2012-4-17 09:34:15
 
你那是估算,马刀是精确的算,包括电流对电感的影响
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 08:43:28
 
精算?咋在图上找不到?
nc965
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  • 2012-4-18 08:46:34
 
你想知道什么电流状态下该变压器哪个绕组的电感量?
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-18 08:51:17
 
俺比较贪:想知道马刀能算出来的所有电流状态下该变压器所有绕组的电感量……
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 08:52:29
 
最好还能算+气隙电感和漏感……
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-18 08:53:27
 
要是还能算磁芯损耗和铜损那更好了……
nc965
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  • 2012-4-18 08:55:55
 
当然能
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-18 13:18:53
 
79楼图里那变压器鉄损、铜损算出来截图↑传?
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:58:57
 
100年后的事,我不讨论,春节前吃过“清洁能源”的亏
如果有理想材料,我们都不用做讨论技术了。
因为:如果100年后,常温超导体实现了,哇,太有前途了
但是,那是在梦里。
“假设” 这两个字可以用来反驳几乎所有的工程问题,李工好好发扬哦
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-4-14 19:22:06
 
蒋工的新能源帖怎么不去了?大家还等您6号后再讨论呢。20年后的能源也不管啦?
蒋江黔
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  • 2012-4-15 11:00:52
 
暂时先不扯那个, 哈哈
那个研究暂停了, 数据的分析需要相当的精力, 太累了
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:49:31
 
没有气隙,没有地方储能,反激还成立不成立?
这是错误的思想,我们所有的磁性材料,磁导率都是有限的,磁阻都不为零,就一定有储能。在一个集中磁路里,设截面积处处相等,那么单位长度的磁体里,储能与磁导率成反比,与磁阻成正比,这就是“反激变压器的能量主要集中在气隙里”的来由。
蒋江黔
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  • 2012-4-14 09:52:14
 
本来昨天说了不回你的贴,但看到你的这些说法如果不加以纠正,会误导初学者,所以只好食言了。
nc965
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  • 2012-4-14 10:04:45
 
星宇10:02:05
在弄啥?
清风 10:02:39
跟蚂蚁较上劲了
星宇10:02:52
怎么回事?
清风 10:03:17
我觉得他糊涂,他觉得我糊涂
星宇10:03:31
什么上面?
清风 10:03:40
maychang
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初级工程师
  • 2012-4-15 10:24:45
 
前两天刚刚和蒋工讨论过这个事情,居然在世纪电源又看到了。
这个讨论有意义。
陈永真
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  • 2012-4-14 11:54:52
 
应该是存储在气隙中,磁场储能
waterears
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本网技师
  • 2012-4-14 13:18:35
 
等仿真结果
waterears
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本网技师
  • 2012-4-14 13:44:44
 
小辈回答一哈吧 大师们参考下我的理解
只需要一个公式即可:W(J)=0.5*Ae*Le*B*B/μe
显然呢 要使得这个公式值变得很大 那么逐一分析 对于确定的磁芯 Ae基本定值
对于确定的材料B总有个上限值Bs 那么你会发现最终能量由Le/μe决定
μe是吗玩意呢?哈 他叫做有效磁导率(区别于材料的材质磁导率μi)
假设没有气隙 则Le/μi很小的 则意味着储能很小
假设添加了气隙δ 则 (Le-δ)/μi+δ 比较之上面那个数字 呵呵 只要比他大 就说明了开气息使得储能变大
嘿嘿 上述对于传统的功率铁氧体PC40材料 磁导率在2300 随便赋予个气隙量 就明白了
好了 解释到此为止
关于正激反激 正如前面某仁兄说的
正激要求励磁电流下(励磁电流只是提供了一个介质场) 小,嘿嘿,当然得电感量大了,气隙当然能不要就不要了哈 但有时候还有呢 呵呵 单极性正激还可能真需要 双极性呢?呵呵 增加它的时候 难道是为了不对称磁化问题? 哈哈 其实加上气隙基本不影响使用,无非励磁电流大了一点 原边铜损大了一点哈

对于反激 当然要求励磁电流大点,给些气隙就是是的电感下降 另外一个原因是使得剩磁下降,ΔB可以取得更大一点哈 到底是不是气隙越大越好呢 呵呵 平衡吧
气隙越大 圈数的确增大了,ΔB的确变小了,但铜损增加了 得不偿失了 平衡两者吧

亲们 小弟拙见 请大神指点

求个师傅 想学学电源
蒋江黔
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  • 2012-4-14 13:50:56
 
呵呵, 这就是我在66楼说“何需试验”的原因
waterears
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本网技师
  • 2012-4-14 14:10:49
 
蒋工指教
blueskyy
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总工程师
  • 2012-4-14 22:59:23
 
未增加气息:W(J)=0.5*Ae*Le*B*B/μe
增加气息:0.5*Ae*B*B*(Le-δ)/μi+δ (你的式子)
分子减小,分母增加,值是减少的。增加气息能量增加?
yb3215551
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初级工程师
  • 2012-4-14 16:26:43
 
  我是一个新手,各位大师的讨论很佩服,我有一点疑问就是,假设气隙是真空,就非物质,能量可以储存在非物质中吗?不知道和质能方程有没有冲突的地方?
蒋江黔
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  • 2012-4-15 07:49:40
 
磁场可以通过真空传播, 效果与空气相近.
磁场可储存在任何非强逆磁性的材料(如电超导体)及空间
磁场是分子电流或位移电流产生的, 与电场相依相存, 故而与质能方程暂时扯不上关系.
nc965
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  • 2012-4-14 17:48:57
 
简单仿了一下,看来蚂蚁说的有道理
同样规格的无气隙的磁芯,正激的表现确实和传输功率的大小没有关系,EE28,加到5KW也未见饱和迹象,实际上就是个热限制。
反激工况很怪异,一直没有进入正常工况,看来真的是没有气隙就不行。加预磁偏作用不大。老夫过于主观,给大家道歉了。
waterears
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本网技师
  • 2012-4-14 18:13:38
 
老夫您好
能把您的帖子中仿真文件发分享下好吗 我的邮箱是dashu798@163.com 很关注您的帖子
只是没玩过仿真 谢谢
nc965
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  • 2012-4-14 19:09:04
 
正激,电压17V,负载0.1,多大功率了?居然还正常(除变压器以外,其余都是理想元件)



反激加预磁偏,出力也有300W,但是工况不正常,算是没有仿出来,谁有兴趣把它正常化,看看到底怎么回事?




附原文件:

fb-fw.rar
waterears
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本网技师
  • 2012-4-14 21:13:07
 
灰常灰常感谢 我也学学这个软件
蒋江黔
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  • 2012-4-15 07:11:13
 
EE2825输出几KW不是没有可能,出10KW都是能实现的。
把占空比弄小点,做成平面变压器,再泡进油里...
晶纲禅诗
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  • 2012-4-15 07:24:44
 
蒋工的这个观点,我是反对已久了!
蒋江黔
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  • 2012-4-15 07:53:02
 
不计算, 不做, 你就只好一直反对下去.
对于学问, 朝闻道, 夕死足矣
晶纲禅诗
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  • 2012-4-15 08:03:04
 
那先请蒋工说说建模思路与计算方法...
蒋江黔
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  • 2012-4-15 08:07:34
 
俺从不玩仿真, 没建过模. 是excel表格里面计算
传统的变压器设计思路, 主要有最小成本法, 最小体积法, 最大效率法, 最大功率法, 平时没事就玩玩.
晶纲禅诗
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  • 2012-4-15 08:23:10
 
仿真建模我也通通地不会.....但我有限的经验告诉我,同一材质的磁芯体积(或重量)大小,基本决定了最大传输功率。
蒋江黔
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  • 2012-4-15 08:34:14
 
"传统经验"已经给你订死了条件, 也就不能突破了
l回头看看100楼:
占空比做小, 占空比小了, 匝就就能少一些, 导线截面积可以加大, 变压器的容量就增加了, 把电压应力及纹波丢给外边电感去, 这个相对容易
绕组平面化, 传统的绕组散热面积就那么大, 平面变压器把变压器一巴掌拍成薄片, 体积不变, 但表面积增大不少, 于是热阻小了, 允许更多的热量, 容量也就提升了
泡油里, 这个俺就不说了
......
waterears
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本网技师
  • 2012-4-15 09:52:09
 
占空比做小? 电压恒定 电流的确可以大一些 三者的乘积好像变化不了多少吧 ? 匝数再少 好吧 就1:1吧 初级一匝 次级一匝 窗口占得满满的 电流密度取得大大的 总而电流可以很大很大的实现 就着目前最好的散热条件 e 好吧 电压应力和纹波扔到外边去了 还是觉得有很多地方不妥
自己再着么琢磨
蒋江黔
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  • 2012-4-15 10:26:56
 
占空比做小? 电压恒定 电流的确可以大一些 三者的乘积好像变化不了多少吧 ?
你这指的是反激,做几KW, 肯定不玩反激啦!怎么也得上个双管正激或全桥。占空比小了,一是匝数小了,二是次级电压高了。如果D小一半,则次级不动,初级匝数减半面积增倍。功率变为原来的sqrt(2)倍。
=================================================
好吧 电压应力和纹波扔到外边去了 还是觉得有很多地方不妥
这个不见得是损人利已的买卖,直流电感要比变压器好整的多。
功率管的电流应力,倒是要考虑的。
waterears
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本网技师
  • 2012-4-15 12:08:04
 
正激也是这个道理啊
waterears
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本网技师
  • 2012-4-15 10:01:25
 
说的是不是  瞬时功率呢?
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-15 11:03:49
 
EE2825正激输出将近2.9千瓦!这要是产品做出来可是比搞永动机吃香!只是输出电感太理想,采购会……
EE2825反激变压器咋没开气隙?马刀不给算电感量?那肯定玩不转……不信试试用EE2825做那个2.9千瓦正激电感看能正常不?
nc965
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  • 2012-4-15 11:28:09
 
肯定可以运行几秒钟,拓扑不会被破坏。
WANGYUREN
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  • 2012-4-15 11:30:46
 
做产品是没戏了……
蒋江黔
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  • 2012-4-15 11:40:22
 
等待超常温的电超导体出现, 就有戏了
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-15 11:49:33
 
低温下普通磁材的磁导率↓严重,还得期待常温的磁超导体……
蒋江黔
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  • 2012-4-15 11:53:52
 
122楼指的超常温的电超导体

红体字部份的意思便是超过常温, 这不会影响磁性材料的性质
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-4-15 13:23:33
 
电超导体不见得导磁,∵常规铁氧体磁材的磁导率还是有限,传递能量的同时多少都捞点回扣,∴还是期待超常温磁超导体……
蒋江黔
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  • 2012-4-15 13:40:26
 
超常温磁超导体除了做变压器和电机, 还能干嘛呢?
请看:
1. 如果用电超导体做绕组, 那怕是用EE13的骨架绕一个空芯变压器, 不管正激还是反激, 也能传输极大的功率 ;
2. 如果用磁超导体做铁芯, 如果Bm还是目前的水平, 最多是励磁电流极小, 对传输功率并不会有任何改进; 对于反激变压器, 由于需要储能, 高导没有用武之处, 真是没有一丁点好处, 至少没有人用微晶材料开气隙来做反激.
=======================================================
超常温电超导体除了能做变压器和电机, 还能用来输电, 这个才是大头
∴ 还是期等超常温电超导体
WANGYUREN
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  • 2012-4-15 16:26:31
 
超导俩特性:零电阻和全抗磁性!这个要命:用空气做磁路磁通密度可以→∞,但是咋↑耦合系数?看来只能做非隔离拓扑了,反激没戏……
蒋江黔
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  • 2012-4-15 19:46:13
 
空气做磁路, 无饱和之忧
==============================================
无线电发射机, 用两个小小的空芯线圈做射频变压器, 也能传递不小的功率
==============================================
即然有了电的超导体, 那么就一定有超导电容. 对于正弦变压器, 可以在初级并一个超导电容谐振以提供励磁电流, 匝数可以很少, 磁路面积做大点, 线包高度做高一点, 漏感也可以做的很小的.
==============================================
目前已经有用空芯变压器做反激的
WANGYUREN
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  • 2012-4-16 10:13:27
 
空芯变压器做反激?↑图看看?
蒋江黔
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  • 2012-4-16 17:54:37
 
这文件躺硬盘里少说有5年了,搜了半个钟头才找到,头发都弄掉两根
对高频回扫变换器中的高功率铜箔型无铁心空压器的评估.pdf
joezzhang
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  • 2012-4-16 18:35:08
 
 
我的观点与蚂蚁比较接近。在开气隙的闭合磁路中,磁场能量主要储存在气隙中,无气隙时能量储存在磁心中。同样的磁心为什么正激和反激能做的功率不一样?因为反激需要的储能时间为T,而正激的储能时间仅仅为磁滞时间。至于小磁心出较大功率也是可能的,Artesyn、Power-One之流在05年左右就推出了1800W交错正激1U通信电源,主变就是PQ2630,现在Vicor的VI-Chip也没用多少磁材就出到400W了。提高频率、增大励磁电流是可能实现微型化的。
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 08:49:17
 
PQ2630?电感多大?↑图?
joezzhang
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  • 2012-4-18 15:59:41
 
交错正激,两个PQ2630。我从来不copy别人的图,看过了解一下就好,所以手上什么图也没有。通信电源,电流不大,隐约记得是二次侧用的三重绝缘线省了挡墙,PFC的线径也不大,低压有一定降额。现在Vicor的VI-Chip功率密度更大。

WANGYUREN
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  • 2012-4-18 16:46:48
 
PQ2630没见过,变压器成品高度要超30mm了,咋能做173楼恁薄的模块?
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-4-18 19:00:44
 
这个模块不是PQ2630的磁心做的。我也不知道里面是怎么弄的,没拆开来看,总大小就这么大
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 08:46:06
 
估计辐射干扰没解决,否则早出产品了……
蒋江黔
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  • 2012-4-18 14:31:06
 
辐射不是问题,可在顺磁性环形材料上绕绕组,磁通封闭在环形磁路里就行了。
无磁芯变压器的问题,主要还是铜损过大,目前的功率器件频率不能发挥无磁芯变压器的性能。
优点是纯线性,永不饱和
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 16:54:43
 
辐射EMI可是写论文的老外都担心的事……
顺磁性环形材料?啥材料?
空气磁路变压器做反激,电源性能会不会随环境铁磁性物质的变化而改变?
蒋江黔
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  • 2012-4-18 17:02:26
 
1, 上面都说了,磁场可以封闭的
2, 顺磁性材料有:空气,水,木头,塑料,玻璃,玉,玛瑙,.... 和尚的舍利子应该也算数
3, 当然会有影响,不过只要技术成熟了,会出现类似无线充电器QI标准那样的,适合空芯变压器做电源的新标准,这个你不要担心,规定都是老外订的
蒋江黔
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  • 2012-4-18 17:05:18
 
你去把你媳妇的玉镯子,上面平绕整层的漆包线做初级,再缠整层的漆包线做次级,你会发现,效率其实也不是太低,而且漏磁也是相当的低
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 20:40:27
 
没混好,没XF,没玉镯子……
蒋江黔
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  • 2012-4-18 20:48:23
 
会有的, 会有的...
nc965
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  • 2012-4-15 12:00:47
 
估计地球磁场就是高温超导型成的
WANGYUREN
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  • 2012-4-15 13:36:19
 
地核是啥物质?估计是超高温镍锌铁氧体,恁大体积的磁材产生超高磁导不过分,是不是磁超导体不敢下结论……
nc965
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  • 2012-4-15 20:00:21
 
不是超导就不能长期稳定的保持这个磁场了
蒋江黔
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  • 2012-4-15 23:52:31
 
如果地磁是地球内的电流产生的,那也不一定非得是超导吧。
因为超导具有强烈的抗磁性,那怕是一点点的磁通,便会产生很大的电流,阻止超导体运动,而非超导的部位还需要运动,地球会因此被宇宙磁场及太阳磁场撕成碎片。
以前的地磁说,是认为地球内部液态导电物质随地球自转产生定向移动,产生位移电流,得到两个磁极
蒋江黔
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  • 2012-4-15 23:48:16
 
我倒是认为是地球地壳的铁镍物质, 被宇宙磁场及太阳磁场磁化所致.
我们知道, 磁导率为u的铁磁性材料在激励磁通的作用下, 内部磁通密度会增大u倍,两极会显现较强的“磁性”
mjun
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  • 2012-4-16 08:37:16
 
天啊,这话题延伸的太广了吧!!
按这样的趋势,接下来应该讨论 爱因斯坦的《相对论》及霍金的《时间简史》啰!!
nc965
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  • 2012-4-16 12:14:08
 
宇宙的奥秘,无穷无尽,人类的探索岂是一两个名人所能够终结的?
蒋江黔
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  • 2012-4-16 16:07:18
 
这个,相当的同意!!!
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 13:23:51
 
2.9千瓦正激变压器的铜损、铁损仿真结果能否上传?
蒋江黔
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  • 2012-4-18 13:31:22
 
俺猜一下: 电密50A/mm2左右, 铜损200W; 铁损2W
nc965
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  • 2012-4-18 14:06:53
 
变压器绕组电阻为0,没有铜损,全是铁损,结果如下:
M1:电流22.44A,功率2981.9W
M2:电流112.17A,功率-2967.5W
M3:电流5.7mA,功率-0.6W
变压器磁损:15W
蒋江黔
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  • 2012-4-18 14:18:07
 
那有这样仿的啊

EE28,15W的磁损,磁芯温度少说有200度,甚至都快要到居里点220度了
nc965
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  • 2012-4-18 14:24:54
 
没计入温度因素,不会整(据说Sabe最强悍的就是仿温升),况且也只仿了5ms
WANGYUREN
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  • 2012-4-18 16:42:08
 
咋只有5ms?俺眨了下眼,没明白……
jacklee1
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  • 2012-4-14 23:42:37
 
蓝色的天空
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  • 2012-4-18 08:57:25
 
定个位置放着。
kyo
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  • 2012-4-18 12:07:19
 
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  • 2012-4-18 15:09:06
 
“变压器负载时,次级电流产生的磁势是去磁磁势。要在次级线圈中产生相同的磁通变化,激励源应提供抵消去磁磁场电流,并且还要保证与空载相同的磁通变化。没有相同的磁通变化,次级电压就不存在。激磁是保证能量传输的基础。”
各位大师,此话怎解?
为什么没有相同的磁通变化,次级电压就不存在?
joezzhang
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  • 2012-4-18 16:03:21
 
法拉第电磁感应定律:

mjun
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  • 2012-4-18 16:07:18
 
兄台的意思是有磁通变化,而我要问的是相同的磁通变化,就是说我有磁通变化,但我的磁通变化与初级的不同,那还有次级电压吗?
蒋江黔
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  • 2012-4-18 16:18:14
 
次级的磁通变化与初级的不同?这是肯定的,方向不同,抵消了。
原则上,只要磁通变化,次级便有电压。
joezzhang
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  • 2012-4-18 16:30:54
 
如果是方向不同那是一定的,一个过程充磁一个过程放磁。大小也不是绝对相同,多出的部分就是损耗,如果数值相差太多,那就要处理发热。有磁通变化就有感应电压。
mjun
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  • 2012-4-18 16:36:26
 

原来书中的相同是有磁通变化,不是指磁通变化量相同!!
看来我的脑子短路了一下!!
mjun
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高级工程师
  • 2012-4-18 15:26:24
 
怎么国内的专家教授写出来的都是只是告诉你1+1=2,
而国外的专家就会解释为什么1+1=2,并且告诉你1+1不等于2的话会有什么不正常的事!!
haodeyiwange
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  • 2012-4-18 20:37:42
 
先留个记号
晶纲禅诗
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  • 2012-4-18 20:48:47
 
看着题目,忽然觉得反激变压器可以称做【能量储存】,正激变压器好像不适合称之为【能量储存】.....
blueskyy
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  • 2012-4-18 21:34:34
 
不是好象,是根本不能 ~
Deshine
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好帖,必须得顶啊!
菜鸟来了
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学习!
haodeyiwange
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关注
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  • 2012-4-21 00:39:44
 
我觉得讨论储能的时候,就把磁性材料忘掉吧。磁性材料只是磁场的导体,就如铜线是电场的导体一样,能量的大小和导体是无关的。
powercheyne
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学习!
nc965
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  • 2012-4-21 17:19:00
 
很有道理
蒋江黔
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  • 2012-4-21 17:45:36
 
反对!磁性材料是用来储存能量的;
而铜线是用来引导电磁场,本身并不储能。
拿二者来比较,无异于比较啤酒桶与马路。
nc965
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  • 2012-4-21 17:57:37
 
变压器的能量究竟储存在哪里?磁性材料里?磁场里?气隙里?头晕眼花了
蒋江黔
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  • 2012-4-21 18:04:39
 
储存在磁性材料和气隙的磁场里
====================================
啤酒在那里?
1,在啤酒瓶里
2,在冰箱内的啤酒瓶里
3,在厨房的冰箱内的啤酒瓶里
4,在我家厨房的冰箱内的啤酒瓶里
.....
dog72
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  • 2012-4-22 13:26:58
 
磁性材料是磁导体
铜线是电导体
铜线不能储存电能,磁性材料就不能储存磁能。
根据电磁感应定律,变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场。能量只存在于“场”中,所有的导体只是使得“场”传播的范围更集中。我觉得,导体不但不储存能量,相反却消耗能量转变成热。
想想看,电磁波怎么在空间传播的,那里既没有导体也没有磁性材料,没地方存储能量啊。
蒋江黔
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  • 2012-4-22 15:59:18
 
同意的同意的, 前面(最早是4楼) 不都是在指 " 能量储存在磁性材料的磁场里 " 嘛.
蒋江黔
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  • 2012-4-22 16:01:18
 
电超导体不耗能, 磁超导体不储能
joezzhang
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  • 2012-4-23 16:19:58
 
这个观点部分赞同,我认为铜线能储存的电能就是高频状态下其分布电感和电容,虽然很小很小到几乎可以忽略但还是能储存一点点电能的。
接着兄弟的话说,其实我们所谓储存的能量都是一种势能,这个“场”的能量可以是重力场、电场、磁场。比如水力发电,我们把水关起来,提高水位,实际上就是提高势能,把这个能量储存起来再转换成电能;比如电容器,我们在金属极板之间插入绝缘强度很高的材料,然后提高极板之间的电势差,这就储存了电能;再比如低有效磁导率的铁粉心和非晶磁环,通过在高磁导率的材料中搀杂气隙或其他低磁导率物质,然后提高磁路中的磁阻从而增加磁环上的磁势差,这就储存了磁能。还有压缩气体或者通过物理或化学反应改变分子/原子之间的间距,提高分子/原子势能来储存能量。
dog72
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  • 2012-4-23 17:30:17
 
电势能好理解,用一根导线将电容极板短路,相当于电子从高处掉到地板上,电势差降低。
磁势能呢?没有磁单极子,磁势差如何变化?永磁情况,无论磁场中插入任何磁性材料,永磁还是永磁。
如果我们认为磁场是一个个小的电流环构成的,那么在介质和磁性材料中好理解,但是在真空中呢?
个人认为,磁场只是电场的另一种表现,如果你不管他叫磁场,直接叫“电场变化的结果”,是不是就没那么麻烦了?
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-4-23 18:04:31
 
这个我感觉要从磁导率上理解,我们讨论存储能量,就是指外加能量被储存,和其本身已经拥有的磁能无关。永磁的相对磁导率只有1左右,和空气相当,所以在永磁材料应该和气隙或其他低磁导率的材料作用一样,在软磁中搀杂永磁应该和加气隙的效果差不多,只是无外加磁场时其本身就拥有一定的磁场强度。
个人理解:真空也可以看作一种低磁导率材料,假设真空的磁导率为0,那么电磁波就无法在真空中传播了,其实真空甚至可以考虑有极小的电导率(真空中存在光子,光子运动可以产生微电流,否则变化的电场产生不了磁场),参考光的波粒二象性。
蒋江黔
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  • 2012-4-25 09:46:27
 
勿需“光子产生的微电流”,有马克斯威尔的位移电流就够了
dog72
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副总工程师
  • 2012-4-25 10:45:15
 
哈哈位移电流就是“变化的电场”,只不过换了个名称。位移电流只是一种假设,并不真正存在,没有电荷转移。
jzzx1212
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本网技师
  • 2012-4-28 15:47:26
 
nongfu
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  • 2014-7-18 01:03:41
 
blueskyy
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  • 2012-4-22 21:17:42
 
蚂蚁果然厉害 ~
这点严重支持你,没有H就没有能量 !
dxb0469
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  • 2012-4-23 11:02:25
 
讲得好
greendot
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LV10
总工程师
  • 2012-4-23 13:10:03
 
绕组铜线内外有没有H?

能量储存在
磁材内的磁场里+漏磁场里+气隙的磁场里+边缘磁场里+铜线的内和外磁场里。
当然有些小得可以忽略。
blueskyy
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LV10
总工程师
  • 2012-4-23 17:50:23
 
回答大师的问题,有点心虚 ~
绕组铜线内外有没有H?
我觉得有,只不过它太小了。只有磁超导物质才不需要H,就象超导导体,不需要电场也能形成电流。但这时候的电流已经不具备“能”量的属性了。
joezzhang
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副总工程师
  • 2012-4-23 18:10:11
 
如果承认B=uH这个公式在任何情况下都成立的话,那么H是无处不在的。
jinlai
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  • 2012-4-23 16:31:56
 
好帖 学习了
cn2011
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  • 2012-4-23 18:19:50
 
顶一下
lisa
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  • 2012-4-24 17:29:34
 
感谢965版主很久没有看见这么好的帖子了
雷霆万钧
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  • 2012-4-25 09:30:44
 
power118
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LV8
副总工程师
  • 2012-4-25 09:44:05
 
建议版主从磁性和电路两个方面来着手讨论。这样可以讨论个基本框架出来,然后就可以作为一个超级有份量的帖子了。
但是磁性讨论是个大文章!
电路讨论也是个大文章!
十分感谢!
liu1875
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LV8
副总工程师
  • 2012-4-25 11:09:36
 
是呀,这个问题可以用两种方式来分析

1、磁性角度来分析,把磁性的能量走势曲线画出来。

2、等效电路,把变压器的等效电路画出来。

从这两个角度去分析能量的存储问题对初学者来说更直观一些。有图有真相呀
heiyang
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  • 2012-4-25 23:51:52
 
受益匪浅
whttp
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  • 2012-4-26 10:23:50
 
精华!
waterayay
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  • 2012-4-28 21:42:39
 
占位
songlsx
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  • 2012-4-28 23:58:23
 
说白了,这就是电动势产生的,它与发电机的原理类似,有电后能量储存在线圈上,但是线圈靠磁芯吸引力才能保持,一量没有电,磁芯的吸引力就会松开,这时电就从线圈放出。
蒋江黔
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  • 2012-4-29 06:24:46
 
哇赛, 老宋咋这么理解, 还跟吸引力有关? 相反, 吸引力越大能量越小
songlsx
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  • 2012-5-8 00:54:49
 
这是我个人的理解,气隙与频率有关,无关储存电量。在学物理时做的试验是用低频线圈,只用干电池充一下,断电时就放电,灯就亮一下。这个是没有气隙的。
songlsx
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  • 2012-5-8 22:12:37
 
再看看我们用空心线圈是否能工作呢,在频率高到一定程度上,可以用空心线圈的。只不过是有磁芯能减少圈数,加磁芯是因为减少铜阻,效率低些。
我是从电子管开始的,原来的收音机的中高频线圈都没有磁芯,也能传输功率。
到后来中高频就有磁芯了,但是在短波也有些不用磁芯的。
在超短波频段后来都用上了磁芯。
但是在更高的频段,现在还有很多是空心线圈。
168ping
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  • 2012-6-18 22:08:48
 
songlsx
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  • 2012-6-24 22:01:18
 
再看看我们眼前的,电磁炉仅30KHZ以下就没有磁材。如果不用铁,用一个线圈来感应功率,也有输出的。超高频只用一个金属体,靠周围的分布电容,加在一起,就成了谐振电路。所以我认为电能不存在磁体里面,磁体是起着助力作用。
玉兔昇
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高级工程师
  • 2012-5-1 18:55:06
 
怎么还在讨论?
简单讲:变压器不存储能量,电感的能量存储在气隙里。这难道还有疑问吗?
luchao114
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LV6
高级工程师
  • 2012-5-1 22:01:58
 
玉兔兄,他们好像在讨论其他东西吧,呵呵
lee.448
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  • 2012-5-2 09:52:51
 
感谢开这些帖子
zyl378200378
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本网技师
  • 2012-5-2 20:21:52
 
先留个脚印,以备不时之需~呵呵
qinzutaim
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高级工程师
  • 2012-5-7 15:53:15
 
看了一遍,还是没搞清楚到底哪儿储能
Bodoni
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总工程师
  • 2012-5-7 16:11:05
 
没有一个人 总结,结贴,都在讨论过程。。
dxb0469
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高级工程师
  • 2012-5-7 17:54:34
 
说的对,
liu1875
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LV8
副总工程师
  • 2012-5-7 16:12:46
 
用很通俗的话来讲解技术,难度是很难得。


储能很简单:
1、线圈通电产生磁场
2、次级线圈做磁力线切割——磁生电

那么超级容易理解了,能量储存在磁场里。
nc965
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  • 2012-5-8 08:23:28
 
blueskyy
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总工程师
  • 2012-5-8 08:32:41
 
次级线圈做磁力线切割??
什么意思? 次级线圈还有这个动作?
mjun
  • mjun
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高级工程师
  • 2012-5-8 08:43:18
 

他仅是引用法拉第感应定律来说明磁产生电,不是我们所认为的次级线圈。
blueskyy
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总工程师
  • 2012-5-8 08:47:09
 
晕菜 ~
陈永真
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  • 2012-5-8 09:09:12
 
不晕是不对滴,只有晕才能转起来
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-5-8 09:21:33
 
记得教授有个APFC+开环全桥的方案,整个DIY咋样?那案子变压器、电感都有,哪个零件储能事实一证明不都清楚了?
陈永真
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  • 2012-5-8 18:47:13
 
是我说的,不是教授,当时是副教授,那是美国96年的产品,别人不明白给我看了,我实测过,很好玩,110V时特性特好。大于90%的效率,电脑中还有实测波形呢
WANGYUREN
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总工程师
  • 2012-5-8 21:39:31
 
liu1875
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LV8
副总工程师
  • 2012-5-8 10:09:32
 
语言来表达,特别是用很通俗的来表达,是需要费一番功夫的,表达的不好就容易理解错误。

又或者眼睛一花,字打错了,也容易理解错
sxwe1984
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  • 2012-5-9 11:21:35
 
占个座位好好学习一下 为各位大侠送上一杯热茶
heiyang
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yinzhihong20
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  • 2012-6-21 23:59:38
 
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syl4900980
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  • 2012-7-21 17:10:56
 
学习
jiame2006
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  • 2012-7-21 20:36:00
 
进来学习下。
陈永真
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  • 2012-7-21 23:17:02
 
说到底就是上学时教材没讲明白。需要时找不到参考文献
wo880926
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本网技师
  • 2012-8-1 12:49:17
 
FLY-BACK的能量储存在磁芯气隙的磁场中
songlsx
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  • 2012-8-1 13:06:23
 
气隙没有关系,磁性材料也不是决定储存能量的主体,储存能量的是线圈.
wo880926
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本网技师
  • 2012-8-2 08:10:07
 
楼上观念错误,储存能量的是气隙而非线圈!!!
songlsx
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  • 2012-8-9 16:57:55
 
这样分析一下就明白了,如果做个不有磁体的电源,那能量会储存在哪里呢?还有用磁环做的输出,没有气隙怎么工作呢?
蒋江黔
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  • 2012-8-9 17:13:24
 
如果没有磁芯,能量主要储存在线圈外部
nc965
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  • 2012-8-10 13:23:47
 
能量储存在磁场里,磁场在哪里?在以太里
蒋江黔
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  • 2012-8-10 15:16:37
 
以太说已经死了100年
nc965
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  • 2012-8-10 16:29:36
 
虚拟空间的意思,或者说人类尚不能识别的空间
蒋江黔
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  • 2012-8-10 17:45:08
 
那么,人类所了解的这个实(不是时)空里呢?
songlsx
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  • 2012-8-18 09:12:23
 
我的观点是:电能储存在,能有吸引力的地方,1:是线圈磁场,2:电容,这二个的储存方式虽然不同,一个是磁场吸引,一个是近距离吸引,所以能把电子的正负极暂时存放在那里,电子在导体里面是可以流动的,学过化学的人都知道,电子能把金属物从导体的一端流向另一端.负极是多余,正极是空穴.正负极之间有引力.
sjdywmike
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LV2
本网技师
  • 2012-11-12 15:36:36
 
我是这么理解的:
能量在初-次级线圈传递过程中曾经以磁场的形式存在。
储存只是未能往次级传递的能量。
未能向次级传递的能量将在下一次变换中影响(“阻碍”)初级电场对初级线圈所围的空间做功。
songlsx
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  • 2013-2-13 00:56:37
 
基本正确,就是磁场储存与放电。
dxsmail
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副总工程师
  • 2013-2-5 13:45:49
 
这贴子真不错。。。受益良多。。。。
小凡凡
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LV8
副总工程师
  • 2013-2-17 15:28:10
 
我们已经知道:
电感器储能只和3个量有关:V、TON、L
那么,变压器储能和电感器储能有区别吗?

我们已经知道,理想的变压器不储能,问题已经很简单了。
变压器储能和电感器储能的原理是一样的。
并且,V是输入源,TON是时间量,那么能量就都集中在L中。
(在此不考虑同一时刻变压器耦合出去的能量)

那么,L 中的能量储存在哪里?
我们已经知道,肯定不会是绕组里面。

问题似乎解开了
能量是储存在磁芯中,更准确的说法应该是能量储存在磁芯的磁路中。
1、(非空心电感)磁路应该包含两部分:一部分是磁芯实体,一个部分是气隙。
2、储存在气隙中的能量远大于磁芯实体中的能量。
3、耦合出去的能量远大于储存在气隙中的能量(变压器).
根据《精通开关电源》《开关电源设计与优化》里面理解而来的.
上面是磁阻还是磁路长度,我忘了。时间长了,记不大清楚。

个人观点:
磁通密度或者磁场强度应该是描述电磁变化(强度或是大小)的一个量,而非介质。当然,储存的能量更不会存在截面积中,这完全扯不上关系,截面积可能与储能的大小有关。
磁场应该没有储能过程,它应该是一个变化量。关于无线电发射,有两点我们应该看清楚,一是空气其实也是一种介质;二是变化的磁场产生电场,然后电场再产生磁场,依次循环....

我们应该也可以这样理解:
经过储能,理想的电感器绝对不能开路。
经过储能,理想的电容器绝对不能短路。 磁场一定是无数的闭合曲线,不能断开,也不会断开,处于瞬变(释放)状态。
电场应该是一系列相反的过程,在某一时刻永远会处于稳定状态。
gang8013
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LV6
高级工程师
  • 2013-7-3 09:05:22
 
问题非常好,没有耐心把整贴看完,但是我也发表我的观点,任何导磁物质都有一定的磁通密度(即最大磁饱合密度),在小于磁饱合密度,能量可以储存,相反,饱合就不再储存,所以磁饱合密度相当容量的容量。
lq520yxh520
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LV3
助理工程师
  • 2013-12-14 09:06:40
 
学习
谁与争风
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LV6
高级工程师
  • 2016-3-28 09:09:00
 
能量储存在磁芯的磁路中,我觉得这句有点不对吧  磁路这是个等效的概念    可以说磁场储存在磁场里  磁场是真是存在的  不是等效的概念!

tlzme
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本网技师
  • 2013-12-16 10:24:17
 
学习
路人无名
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LV8
副总工程师
  • 2014-1-13 12:05:54
 
看完一帖好多啊!不错,学习了!
vincentshan0
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高级工程师
  • 2014-1-13 12:41:48
 
来听讲
chxhsgzk
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本网技师
  • 2014-5-20 10:57:52
 
楼主,有空多交流啊,我刚入门
qinzutaim
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高级工程师
  • 2014-5-22 12:45:58
 
看来看去,我怎么倒是觉得,磁芯、气隙、线包是三位一体,谁都少不了
esyintao
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本网技师
  • 2014-8-13 17:53:30
 
非常好的贴,但说的都太抽象了。
神采奕奕
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LV6
高级工程师
  • 2015-12-2 12:37:51
 
来学习!!
gzhh001
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LV6
高级工程师
  • 2016-4-6 08:35:43
 
楼主,你好,
      有个问题请教:如果同一驱动都18W,但输出电流一个是500mA,一个是50mA,后者变压器是否可以用的更小?电压跟磁芯选择有没有关系?不知是否能理解。谢谢。
nc965
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版主
  • 2016-4-6 09:33:55
 
其他条件相当的话,与输出电压关系不大,毕竟变压器的名称虽然是变换电压的,但实际上是传输功率的,要以功率而论。
lahoward
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总工程师
  • 2016-4-6 14:44:02
 
这贴和那个什么“几句话说清。。。磁场能量。。。” 基本上一样,不是推测就是计算公式,还是那句话,这磁场能量存哪里岂能是靠公式算来算去算出来的?
nc965
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  • 2016-4-6 15:18:16
 
想抄书的话请打住,谢谢配合。
lahoward
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总工程师
  • 2016-4-6 16:06:08
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心里发毛了还是怎么的?说说什么书上能抄?
nc965
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版主
  • 2016-4-6 16:07:19
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想抄书的话请打住,谢谢配合。
lahoward
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LV10
总工程师
  • 2016-4-6 16:10:53
  • 倒数8
 
那就抄一段吧,磁场的能量存哪里?存在你的胡言乱语里。
nc965
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版主
  • 2016-4-6 16:12:36
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这里人人都知道九九乘法表,就不劳烦你备课了。谢谢配合,不讲课是不会死人的。
lahoward
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LV10
总工程师
  • 2016-4-6 16:25:11
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如此无礼,是想再度过一个不眠之夜?连续几天不睡你真能挺得住啊?
nc965
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  • 2016-4-6 16:30:48
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我又不备课,不辛苦哈,可惜你憋了几天的屁,没地方放,同情中。
nc965
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  • 2016-4-6 16:37:32
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看你实在憋得难受,给你个建议。
你关于米勒的备课、关于磁场的备课,关于九九乘法表的备课,你随便找个贴胡言乱语说两句吧,或者开专贴阐述也行,别憋出病来。只是别来我的贴,别在我眼前晃来晃去就行,我这人有个毛病,见不得苍蝇蚊虫在跟前飞来飞去,总想拍死它,从小的习惯,没办法。
本帖最后由 nc965 于 2016-4-6 16:53 编辑

lahoward
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LV10
总工程师
  • 2016-4-6 16:54:21
  • 倒数3
 
你这是说的人话还是鬼话?不知道?那你先掐一下自己看看有否痛感,如没有痛感大事不妙了,赶紧烧香去吧。如仍有痛感那恭喜你还有救,不过首先要学会说人话,明白否?
nc965
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  • 2016-4-6 16:55:34
  • 倒数2
 
我有什么毛病,不劳你费心,先照顾好你自己吧,谢谢配合。
lhddshl
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助理工程师
最新回复
  • 2018-1-30 16:21:11
  • 倒数1
 
《电感器的能量到底存储在哪里》,这篇文章已经非常明确地给出了答案:能量存储在变化的磁场中,大家就不用再讨论了,呵呵!
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