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高强磁环感应电流分布性能及其制约因素的研究

  据了解,有研究考虑了铁氧体高强磁环的材料特性,在频域里设立了电缆加载磁环串的非均匀传输线模型来进行评估磁环对于负载感应电流幅值与陡度的制约成果,利用该模型推导了负载感应电流频域计算公式,并利用IFFT得到了其时域响应。

  其一,研究了磁环串加载位置和长度对负载感应电流的影响,得到以下结论∶

  (1)磁环串应加载在Z2侧,磁环才能够有益制约较大感应电流幅值差及相应地上升时间,若磁环串加载在Z侧,较大感应电流幅值差不仅没有制约,反而会比不加载磁环时的较大感应电流幅值差还大;

  (2)随着电缆加载磁环个数的增加,即磁环串长度的增加,较大感应电流幅值差会快速减小直到加载的磁环串长度超过0.75m,而负载感应电流的上升时间则会持续增加,因此电缆加载磁环串的长度越长,对较大感应电流幅值差及上升时间的制约成果就越好。

  其二,讨论了高强磁环磁导率和磁环尺寸对负载感应电流制约成果的影响,得到以下结论∶

  (1)当电缆未加载磁环时,负载感应电流的主要频率分量低于30MHz;

  (2)由于31号磁环的磁导率大于43号磁环的磁导率,且31号磁环对负载感应电流的陡度和幅值大小的制约成果要高于43号磁环,因此磁环磁导率越大,磁环对负载感应电流的制约成果就越好;

  (3)当磁环外半径与内半径之差相同时,磁环的内半径越小,磁环对负载感应电流起到的制约成果就越好;

  (4)当磁环内半径相同时,磁环外半径越大,磁环对负载感应电流起到的制约成果就越好。

  综合来看,单位长度的高强磁环阳抗越大,磁环对负载感应电流起到的制约成果就越好。

  第三,从波的传播和能量耦合两个角度分析了磁环对负载感应电流的制约机理,得到以下结论∶

  (1)磁环串应加载在Z,侧,即Zc<Z2,且单位长度磁环阻抗应尽可能大,即Z2就越大,这样透射系数T2就越小,相应地负载感应电流就越小,磁环才能有益制约负载感应电流;

  (2)磁环在磁化过程中储存和损耗了外界电磁干扰能量,由于磁环实部磁导率与储存的能量成正相关,虚部磁导率与损耗的能量成正相关,因此,磁导率越大,高强磁环存储和消耗的外界电磁干扰能量就越多,相应地电缆上耦合的能量就越少,负载感应电流就会减小。

高强磁环感应电流分布性能及其制约因素的研究