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不可忽略的问题:邻近(层间)和趋肤(集肤)效应

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发表于 2015-8-4 15:02:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
趋肤(集肤)效应:

导体中的交变电流在趋近导体表面处电流密度增大的效应。在直长导体的截面上,恒定的电流是均匀分布的。对于交变电流,导体中出现自感电动势抵抗电流的通过。这个电动势的大小正比于导体单位时间所切割的磁通量。以圆形截面的导体为例,愈靠近导体中心处,受到外面磁力线产生的自感电动势愈大;愈靠近表面处则不受其内部磁力线消长的影响,因而自感电动势较小。这就导致趋近导体表面处电流密度较大。由于自感电动势随着频率的提高而增加,趋肤效应亦随着频率提高而更为显著。趋肤效应使导体中通过电流时的有效截面积减小,从而使其有效电阻变大。

  趋肤效应还可用电磁波向导体中透入的过程加以说明。电磁波向导体内部透入时,因为能量损失而逐渐衰减。当波幅衰减为表面波幅的e-1倍的深度称为交变电磁场对导体的透入深度。以平面电磁波对半无限大导体的透入为例,透入深度为方程式中ω为角频率,γ为导体的电导率,μ为磁导率。可见透入深度的大小与成反比。电磁波在导体中的波长为2z0,趋肤效应是否显著也可以由导体尺寸与其中电磁波波长的比较来判断。如果导体的厚度较导体中这一波长大,趋肤效应就显著。

邻近(层间)效应:

当相邻近的导体流过电流时,会产生可变磁场,从而形成邻近效应,如果邻近效应发生在绕组层间时,其危害性是很大的。 邻近效应比集肤效应更严重,因为集肤效应只是将导线的导电面积限制在表面的一小部分,增加了铜损。它没有改变电流的幅值,只是改变了导线表面的电流密度。但相对来看,邻近效应中的涡流是由相邻绕组层电流的可变磁场引起的,而且涡流的大小随绕组层数的增加按指数规律递增。

相邻导线流过高频电流时,由于磁电作用使电流偏向一边的特性,称为“邻近效应”。如相邻二导线A,B流过相反电流IA和IB时,B导线在IA产生的磁场作用下,使电流IB在B导线中靠近A导线的表面处流动,而A导线则在IB产生的磁场作用下,使电流IA在A导线中沿靠近B导线的表面处流动。又如当一些导线被缠绕成一层或几层线匝时,磁动势随绕组的层数线性增加,产生涡流,使电流集中在绕组交界面间流动,这种现象就是邻近效应。邻近效应随绕组层数增加而呈指数规律增加。因此,邻近效应影响远比趋肤效应影响大。减弱邻近效应比减弱趋肤效应作用大。

由于磁动势最大的地方,邻近效应最明显。如果能减小最大磁动势,就能相应减小邻近效应。所以合理布置原副边绕组,就能减小最大磁动势,从而减小邻近效应的影响。

理论和实践都说明,设计工频变压器时使用的简单方法,对设计高频变压器不适用。在磁芯窗口允许情况下,应尽可能使用直径大的导线来绕制变压器。在高频应用中常导致错误,使用直径太大的导线,则会使层数增加,叠加和弯曲次数增多,从而加大了邻近效应和趋肤效应,就会使损耗增加。因此太大的线径和太小的线径一样低效。显然由于邻近效应和趋肤效应缘故,绕制高频电源变压器用的导线或簿铜片有个最佳值。
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发表于 2015-8-4 15:22:38 | 显示全部楼层
趋肤的不扯了,扯扯邻近的
1,用中柱较长的磁芯,减小层数;
2,用利兹线;
3,用宽薄的铜箔
4,5明治
5,平变
暂时想到这么多,楼下的补充
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