变压器磁芯的漏磁分析
高频变压器之漏感篇
高频变压器之漏感篇
近些年，这些厂家（驱动电源，LED灯，手机充电器，音响等等）对高频变压器的要求越来越高，漏电感是其中之一，高端的高频变压器是他们的首选。
今天由三芯小编为您详细讲解高频变压的漏电感高频变压漏电感定义：
变压器的漏感是指线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。
高频变压器漏电感产生的原因：
漏感的产生是由于某些初级（次级）磁通没有通过磁芯耦合到次级（初级），而是通过空气闭合返回到初级（次级）。
影响高频变压器漏电感的因素：
1变压器磁的绕法工艺；
2.变压器磁芯的质量；
3.变压器磁材的气隙，越大的话，漏感越大；
4.变压器绕组宽度和匝数，对漏感也有些影响。
5.工作频率越高，相对漏感越小。
减少高频变压器漏感的主要方法：
1每一组绕组都要绕紧，并且要分布平均
2引出线的地方要中规中矩，尽量成直角，紧贴骨架壁
3未能绕满一层的要平均疏绕满一层
4绝缘层尽量减少，满足耐压要求及可
5如空间有余，可考虑加长型的骨架，尽量减少厚度
6推荐三明治绕制方法（二次绕组与一次绕组交错绕制）,漏感下降很多很多,大概到原来的1/3还不到。
漏感的测量：
测量漏感的一般方法是将次级（初级）绕组短路，测量初级（次级）绕组的电感，所得的电感值就是初级（次级）到次级（初级）的漏感。
变压器漏磁通表达式
变压器漏磁通表达式1.引言1.1 概述概述部分应包括对变压器漏磁通表达式这一主题的简要介绍，可以涵盖以下内容：变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它用于将输电线路输送的高压电能变换为适合分配和使用的低压电能。
变压器在电力系统中发挥着至关重要的作用，其中包括将电能从发电厂输送到用户的过程中所产生的各种损耗，其中最重要的是铁损耗和铜损耗。
其中铁损耗是指变压器中磁场对铁芯材料产生的损耗，而铜损耗则是指通过变压器的电流在导线内产生的热量。
然而，在实际的变压器工作过程中，还会产生一种称为漏磁通的情况。
漏磁通是指磁场未完全集中在铁芯中，而经过了周围的空气或其他非磁性材料。
由于周围空气或其他非磁性材料的磁导率远远小于铁芯材料的磁导率，这些漏磁通会导致变压器的能量损耗和温升，从而影响变压器的效率和性能。
为了有效地分析和计算变压器中的漏磁通，我们需要建立相应的数学表达式。
这些表达式可以描述漏磁通的大小和分布，以及其对变压器性能的影响。
一般来说，变压器漏磁通表达式可以通过电磁场理论、磁路分析和磁通平衡等方法来推导和求解。
本文将重点介绍变压器漏磁通表达式的研究和应用。
首先，我们将对变压器漏磁通的定义和作用进行详细阐述，为后续内容的理解和分析打下基础。
接下来，我们将介绍变压器漏磁通表达式的推导和求解方法，包括磁通平衡方程和漏抗等的应用。
最后，我们将总结变压器漏磁通表达式的研究成果，并展望其在变压器设计和运行中的应用前景。
通过对变压器漏磁通表达式的深入研究和应用，我们可以更好地理解变压器的工作原理和性能特点，从而为变压器的设计和优化提供可靠的理论依据。
此外，对变压器漏磁通的研究还可以为电力系统的稳定运行和能源效率提升提供技术支持。
文章结构部分的内容可以如下所示：1.2 文章结构本篇文章主要分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分中，我们将概述本文的主题，并介绍变压器漏磁通的定义和作用。
接下来会给出本文的结构安排，并说明本文的目的，以使读者能够清晰地理解文章的内容和意图。
变压器漏磁场及其对绕组涡流损耗影响的研究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｌｅａｋａｇｅ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ ａｎｄ Ｅｆｆｅｃｔ ＯＨ Ｔｈｅ Ｅｄｄｙ Ｌｏｓｓ ｉｎ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｗｉｎｄｉｎｇｓ
ＬＩ Ｘｉｎｌ ＣＨＥＮ Ｐｅｎ９２
（１．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４０２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１９１，Ｃｈｉｎａ）
·８８·
万方数据
第１６卷第５期
高等职业教育一天津职业大学学报
参考文献：
【１１黄培云．粉末冶金原理【Ｍ】．北京：冶金工业出版社，１９８２：２９４－３０４． ［２】韩风麟．粉末冶金机械零件【Ｍ】．北京：机械工业出版社，１９９０：１５４～１５６． 【３捧｝末冶金模具设计手册》编写维．粉末冶金模具设计手册ｆＭ】．北京：机械工业出版社，１９７８：１７２～１７３
摘 要：利用有限元分析软件ＯＰＥＲＡ对电力变压器漏磁场进行了分析。并着重论述了横向漏磁场对变压器绕组涡流损
耗所造成的影响．确定了一种使其所产生的绕组漏磁场分布合理和涡流损耗较小的线圈安匝布置方案。
关键词：变压器 漏磁场 涡流损耗ＯＰＥＲＡ
中图分类号：ＴＢｌｌ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—８４１５１２００７１—０５—００８７—０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｍａｇｍｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｂａｓｅｄ Ｏｆｆ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ（ＦＥＭ）ｓｏｆｔｗａｒｅ ＯＰＥＲＡ，ａｎｄ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｒａｄｉａｌ ｌｅａｋａｇｅ ｆｌｕｘ ｔｏ ｔｈｅ ｅｄｄｙ ｌｏｓｓ ｉｎ ｗｉｎｄｉｎｇｓ．Ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｍｐｅｒｅ—
变压器漏磁的影响和减少漏磁的方法
简介：负载曲线的平均负载系数越高，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越小的变压器；负载曲线的平均负载系数越低，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越大的变压器。
将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数，通常可取1-1.3，作为获得最佳效率的负载系数，然后按βb＝（1/R）1/2计算变压器应具备的损耗比。
关键字：变压器1、变压器损耗计算公式（1）有功损耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK-------（1）（2）无功损耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK-------（2）（3）综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP＋K QΔQ----（3）Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN式中：Q0——空载无功损耗（kvar）P0——空载损耗（kW）PK——额定负载损耗（kW）SN——变压器额定容量（kVA）I0％——变压器空载电流百分比。
UK％——短路电压百分比β——平均负载系数KT——负载波动损耗系数QK——额定负载漏磁功率（kvar）KQ——无功经济当量（kW／kvar）上式计算时各参数的选择条件：（1）取KT＝1.05；（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0．1kW ／kvar；（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75％；（4）变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0％、UK％，见产品资料所示。
2、变压器损耗的特征P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。
涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。
PC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。
其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。
负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。
基于高频变压器纳米晶磁芯损耗分析与计算
基于高频变压器纳米晶磁芯损耗分析与计算一、纳米晶磁芯的特性纳米晶磁芯是指由纳米级晶粒组成的非晶态磁性材料，其在高频领域具有一系列优异的特性，包括低损耗、高饱和磁感应强度、高电导率等。
与传统的硅钢片相比，纳米晶磁芯具有更低的磁滞损耗和涡流损耗，因此在高频应用中能够更好地满足要求。
纳米晶磁芯的高饱和磁感应强度和低磁滞损耗使其能够在小体积和轻量化的电子设备中得到广泛应用。
二、高频变压器的损耗分析高频变压器的损耗主要包括铜损耗、铁心损耗和漏磁损耗。
铁心损耗是指由于磁芯材料在交变磁场中产生的磁滞损耗和涡流损耗。
纳米晶磁芯的低磁滞损耗和低涡流损耗使得其在高频变压器中能够显著降低铁心损耗，从而提高整个变压器的工作效率和稳定性。
三、纳米晶磁芯损耗的计算纳米晶磁芯的损耗可以通过磁滞损耗和涡流损耗两部分进行计算。
磁滞损耗主要与磁芯材料的磁滞特性有关，其计算公式为：\[P_{h} = \frac{\pi f B_{m}V}{6} \times 10^{-3} \]\(P_{h}\)为磁滞损耗（W），\(f\)为工作频率（Hz），\(B_{m}\)为有效磁感应强度（T），\(V\)为磁芯体积（m³）。
涡流损耗主要与磁芯材料的电导率和工作频率有关，其计算公式为：\[P_{e} = \frac{K_{e} B_{m}^2 f^2 t^2 V}{\rho} \]\(P_{e}\)为涡流损耗（W），\(K_{e}\)为涡流损耗常数，\(f\)为工作频率（Hz），\(B_{m}\)为有效磁感应强度（T），\(t\)为磁芯厚度（m），\(V\)为磁芯体积（m³），\(\rho\)为材料电导率（Ω·m）。
四、纳米晶磁芯的损耗特性纳米晶磁芯的损耗特性主要受到材料本身的特性和工作条件的影响。
纳米晶磁芯的损耗与工作频率呈正相关关系，即在高频条件下，其损耗会增加。
纳米晶磁芯的磁滞损耗主要与材料的饱和磁感应强度有关，而涡流损耗主要与材料的电导率有关。
变压器_漏磁的电流关系__概述及解释说明
变压器漏磁的电流关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨变压器漏磁电流与其性能之间的关系，并提供对漏磁电流的解释和说明。
变压器是电力系统中常见的重要设备，用于改变交流电压的大小。
在变压器运行过程中，会产生漏磁电流，这种电流与变压器的效率和损耗密切相关。
因此，理解和控制漏磁电流对于确保变压器正常运行至关重要。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分。
首先将介绍变压器的基本概念、原理和工作方式，以及常见应用场景。
接下来将详细介绍漏磁电流的定义、原理，以及影响漏磁电流的因素和测量方法。
然后将分析漏磁电流如何影响变压器效率和损耗，并总结减少漏磁电流的措施和方法。
最后，文章将给出主要结论总结，并对未来发展趋势进行展望。
1.3 目的本文旨在深入剖析变压器漏磁电流与性能之间的关系，为读者提供有关漏磁电流的基础知识，并为变压器的设计和运行提供指导。
通过阐明漏磁电流对变压器效率和损耗的影响，读者将能够更好地理解变压器的运行机制，并在实际应用中采取适当的措施来减少漏磁电流，从而提高变压器的性能和可靠性。
2. 变压器简介2.1 原理和工作方式变压器是一种电气设备，通过改变交流电的电压大小来实现电能的传输和转换。
其基本原理是利用电磁感应现象，在一个线圈中施加交流电流时，产生的磁场会通过另一个线圈，从而在另一个线圈中诱导出相应的电动势。
这种线圈互相耦合的装置就是变压器。
工作方式上分为两个基本部分：主要由铁心（铁芯）和绕组组成。
铁心由硅钢片叠压而成，用于集中磁通并减少损耗；绕组分为一次绕组和二次绕组，根据实际应用需求确定转换比例，并通过绝缘材料保持安全隔离。
2.2 常见应用场景变压器被广泛应用于不同领域和环境中，其中最常见和重要的是供电系统。
变压器可将发电厂产生的高、中、低三种不同电压等级调整到适合输送和使用的各种标准或特定级别。
除了供电系统外，变压器还广泛应用于家庭、工业和交通等领域，例如用于家用电器、机械设备、照明系统以及电动车辆充电桩等。
浅析大容量变压器漏磁屏蔽措施
・ ７ ３・
浅析 大容量变压器 漏磁屏蔽措施
李 晓 星
（ 特变电工股份 有限公 司标准化处 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ｏ ） 摘 要： 总结 分析 大容 量变压 器漏磁 产生原 因以及 对变压器的影响 ， 为今后设计 大容 量变压 器处理 因漏磁 引起 的不 良效果提 供参
考依 据 。 关键词 ： 漏磁 通， 漏磁 疏导过程无断路 、 气隙 ， 屏蔽效果 良好。 缺点 ： 该磁屏蔽安装 随着我 国电力 系统装机容 量向超 高压 、 大容量 方向发展 ， 超 高 时悬空夹持在线圈上方 ， 占用空间大 ， 距 离线圈端部较远 ， 线 圈出头 压变压器的研究 和探索除 了尤为重要 的电气绝缘性 能外 ， 处理好大 引线操作困难。 ③“ Ｌ ” 型磁屏蔽 。 顾名思义“ Ｌ ” 型磁屏蔽 ， 断面形状类 容量变压器漏磁屏蔽 问题也越来越被研究者们所重视 。 目前 ， 在超 似字母“ Ｌ ” 。 “ Ｉ Ｊ ， ， 型磁屏 蔽安装 、 制作简单 ， 占用空间小 ， 紧贴夹件 ， 可 高压变压器 电气 绝缘方面 的研究 ， 国内外 已有上百年 的历史 ， 解决 有效防止漏磁在 夹件上产生涡流 。 当线圈辐向较大想进一步降低结 了许 多实际问题 ； 但 对于漏磁 方面的研 究却相对甚少 。变压器漏磁 构件 中的损耗 ， 可增加油箱磁屏蔽 ， 共 同防护漏磁 的负面影响 。“ Ｌ ” 模 型必须按产品 １ ： ｌ 比例制作才能反应真实情 况 ， 专 门制 作一个模 型结构的磁屏蔽 目前适应 于各种类型 的产品 。ｂ ． 夹件铜屏蔽 。涉及 型进行漏磁研究似乎 得不偿失 ，因此大容量变压器 漏磁方 面的研 到抑制夹件 等钢结构件 中的漏磁 ，除 了距离大 电流引线较 近的部 究， 尚处 于理论计算验证研 究阶段 ， 虽然在计算工具 方面市 面上有 位 ， 其他部位不用设铜屏蔽。 大量商业软件辅助计算 ， 但是计算结果 预期 可控 性较 低。本文通过 ２ ． ３油箱屏蔽 分析漏 磁产生 的原 因 ， 总结 事故 经验 ， 为今后大容量 变压器解决 漏 ２ ． ３ ． １ 油箱磁屏蔽 。油箱磁屏蔽主要用来疏导线圈漏磁 ， 减 小漏 磁影响提供分析和参考依据。 磁 在油箱上 的感应 电流 ， 从 而减小杂散损耗 ， 避免油箱局部过热。 一 ２漏磁场分布特点 般 用于 以下场合 ： 油箱温升要 求较低 ； （ 最 内与最外线圈 ） 短路 阻抗 ２ ． １ 大 电流引线感应 的漏磁场 较大， 容量较大 ， 负载损耗较低的产品。 ２ ． １ ． １ 理论依据 。ａ ． 大 电流引线感应 的漏磁场分布 ， 是 以载 流导 ２ ． ３ ． ２ 油箱铜屏蔽 。油箱铜屏蔽主要应用 在大 电流引线 附件 ， 或 体为 中心 向外 扩散的 圆， 距离载 流导 体越近磁场强度越 强 ， 距离导 结构上不宜设磁屏蔽作为磁屏蔽一种补充 ， 主要有两种情况 ： 一、 抑 体远到一定程度 ， 近似认为磁场不存在 。ｂ ． 相位 角相差 １ ２ ０的三相 制大 电流引线感应磁场的铜屏蔽 。 利用铜屏蔽优 良的导电性能和较 等值 电流或相位角相差 １ ８ ０的两相等值电流合 成磁场为零 。 低 的导磁率 ， 将感应 电流传导到范 围更大的 区域 ， 避免局部 过热 ， 应 １ ． ２削弱大 电流引线引起 的漏 磁场强度 的措施 。大电流引线 用于升高座 内壁 、 上盖及油箱上盖 。二 、 结构 限制 ， 磁屏蔽效果不佳 感应 的漏磁场在变压器上 的主要表现形式是 ：产生 大的涡流损耗 ， 时采用铜屏蔽。 由于结构 限制 ， 例如钢件上有开 口 等情况 ， 阻断 了高 造成 局部过热。ａ ． 变压器 内部三相 引线呈等边三角 形布置 ， 三相引 铁磁材料导通的路径 ， 不宜设 磁屏 蔽 ， 设置铜屏蔽 ， 放置局部过热等 线外 围合成磁势 为零 ，引线两两之 间围成 区域 的磁势却呈叠 加趋 缺陷 ， 应用于升高座法兰连接面 、 箱沿 、 有开孔 的壁或盖。 势， 需引起 特别 重视并应采取有效 的屏蔽措施。ｂ ． 对于三相变压器 ， ３ 结 论 当套管引 出电流超过 １ ０ ０ ０ ０ Ａ时 ， 低压升高座应采用三相一体结构 ， 研究大容 量变压器漏 磁对产 品的影响 ，归纳起来就 是两个 问 防止单相 升高座壁感应较大的涡流 ， 造成局部 过热 。ｃ ． 合理 布置变 题 ： 一、 大电流引线周 围感应 的漏磁场对变压器 的负作用 ； 二、 线圈 压器 引线 走 向， 使引线合成磁 势最小 ， 例如单相产 品中将方 向相 反 漏磁对结构件及导体 的影响。 的引线尽 可能低近距离 布置 ， 仅留机械和散热 尺寸 ， 可大大降低 大 解决 大电流引线周 围感应漏磁对变压器 的影 响 ， 可 以采取 以下 电流引线感应 电流造成 的影 响。ｄ ． 单相大容量变压器首尾 两套 管间 措施 ： 合理 排列引线 ， 避免 电流方向相同的引线距离很 近地并排 引 漏磁叠加 ， 需采取屏蔽等处理措施 ， 避 免此 处产 生大的感应电流 ， 造 出 ， 在满足电气 强度 的前提下 ， 以互相削弱引线磁场布置引线 ， 同向 成局部过热 ， 损耗增加 。 拉远 ， 反向贴近。 ２ ． ２线圈漏磁场分布特点 抑制 线圈漏磁 采取 以下措 施 ： 通过设置磁 屏蔽 疏导磁 通 ， 必要 ２ ． ２ ． １ 理论依据。ａ ． 线圈漏磁场磁力线分布 。线圈漏磁 场磁力线 时设置铜屏蔽作为补充。 在变压器 中通过气隙 、 夹件 、 油箱 、 铁心等形成 封闭的 曲线 。ｂ ． 漏磁 总之 ， 解决 大容量变 压器漏磁 引起 的杂散 损耗增加 、 局部 过热 场分 布遵循能量守恒定律 。 采取铜屏蔽或磁屏蔽措施并不是减小漏 等 问题 ，首先应对 产生漏磁 的原 因和原理有个 深入 的分 析研究 ， 然 磁通 ， 而是利用材料 的导磁率大小改善漏磁通经过的路径。 后根据屏蔽材质特性和作用对屏蔽结构进行合 理科 学的布置 ， 变压 ２ ． ２ ． ２抑制线圈漏磁的措施 。线 圈漏磁场 沿线圈 、 油箱 、 夹件等 器漏磁问题就可迎 刃而解 。 钢结构件通过铁心 闭合 ， 在钢结 构件 中感 应电流 ， 产生涡 流损耗 ， 使 参 考 文 献 变压器负载损耗增加 ， 感应 电流还会 引起 局部过热。抑制线圈漏磁 【 ｌ 】 （ 俄） 彼得 罗夫． 李 文海译． 变压器（ 基 础理论 ） 【 Ｍ】 ． 沈 阳： 辽 宁科 学技 ２ ０ １ ５ ． 通在钢结构件 中的通量 ， 主要通过设 置磁屏蔽 和利用铜屏蔽这两个 术 出版 社 。 途径 ， 达到减少漏 磁通危 害的 目的。 ａ ． 夹件磁屏蔽结构 。 ①单相变压 器结构 。 采用板式结构的夹件磁屏蔽。 结构特点分析 ： 该结构的磁屏 蔽， 由于磁力线 垂直进入较大 硅钢片平面 ， 此平面会感 应较大 的涡 流， 将阻碍漏磁更 多地进入 ； 当变压器容量继续增加时 ， 线圈漏磁通 量随着增大 ， 磁屏蔽深度饱和 ， 此 时再增加 磁屏 蔽厚度 ， 因漏磁通 透 入深度有 限 ， 引磁效果不 明显 ， 仅靠增加 磁屏蔽厚度在 容量增加 到 定程度 时 ， 磁屏 蔽的屏蔽效果 已不再有效 。另外 ， 板 式磁屏蔽 安 装、 固定复杂 ， 高 电压 产品 中距离线 圈端 部较远 ， 屏蔽效果不佳 ， 研 制新结构磁屏蔽是大容量变压器技术发展 的必然需求 。 ②三相变压 器。 采用通长结构 的夹件磁屏蔽。结构特点分析 ： 该结构 的磁屏蔽 ， 磁力线垂直进入硅 钢片薄面上 ，片间的感 应电流不会形成环流 ， 只 要增加硅 钢片高度 ， 就能有效疏 导磁通 ； 磁屏蔽将相 间最大漏磁 贯
基于磁屏蔽原理的变压器漏磁研究与分析
基于磁屏蔽原理的变压器漏磁研究与分析陈邓伟;韩金华【摘要】In electricity production,the technical problem of large transformer heat generation caused by Magnetic Flux Leakage （MFL）has plagued power engineers for a long time.The fundamental reasons cause this phenomenon are the incomprehension of MFL generation mechanism and the misunderstanding of the heating mechanism caused by MFL.Thus,it is difficult to find feasible solutions when these faults happen to transformers.In this paper,the generating progress of MFL and the heating mechanism were explored and analyzed from the perspective of magnetic shielding,taking the heat generation of top and bottom sealing bolts on transformer tank for example.The research provides a reference for dealing with the heat generation of transformer caused by MFL and studying the MFL of related equipments.%在电力生产中,大型变压器因漏磁而引起的设备发热及处理,一直是困扰生产人员的技术难题,而造成这种现象的根本原因是,大多数生产人员对于变压器漏磁的产生机理不甚清楚、对于漏磁引起的设备发热原理理解有误,所以,当变压器出现此类故障时,往往找不到切实可行的解决方法。
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磁位差最大 c 漏磁 Iin s
lw
F磁势（A）
l w /2
IN
l F=IN I out
0
l w /2
Ucx (0-x磁阻压降，A)
l
x IN
0
N
Ux (某点x的磁位，A)
0
l
x
x>0 x=0 x=lavg
l w /2 l w /2
l x
（3）带气隙均匀绕制的环形磁芯磁场 磁芯和气隙磁阻
I
x=0
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
NI(A)
x(cm)
x(cm)
Fx —— 0→x 段磁路所匝链的线圈磁势 Ucx —— 0→x 段磁芯的磁阻压降 Ux——磁路中某x点相对于参考点的磁位差
0-x段线圈的匝数
F(A) x
A
0
NI(A)
I
x=0
N x Nx / l
F(A) x
A
0
NI(A)
I
x=0
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
内强
NI(A)
x(cm)
x(cm)
外弱
前述磁芯磁场分布是沿平均周长方向获得，而 沿磁芯径向的磁场分布是不均匀的，磁芯中的 磁场分布是内强外弱，且在边界处发生突变。
（2）集中绕线的等截面环形磁芯 lw 线圈长度
二、高频变压器线圈中的电磁现象 1、集肤效应
2、线圈磁场和邻近效应
3、邻近效应对多层线圈的影响 4、线圈寄生电容
1、集肤效应
单根载流导体的磁场 磁场 最强
导线内磁场强度， 半径x处的磁场强度
H 2 Ix / d
2
离开导线中心 越远磁场越弱
单根载流导体的 磁场强度分布图
H max
0
x=r
F(x)
i i
-i
i i
-i
i i
-i
0
x
交错绕的最大磁势是i
(c)双绕组变压器原副边各层交替绕制磁势分布图
副边 -3i/4 -3i/4 原边 i i i -3i/4 -3i/4
F(x) 0.5i 0 -0.5i -1.5i
1.5i
x
如果先绕原(副)边再绕副（原）边， 则最大磁势为3i。
变压器的绕法不同，磁势分布也不同。 采用线圈的交错绕法可以降低变压器的 漏磁从而减少漏感。
两点间有磁位差就有可能产生漏磁，下面 做漏磁分析。
2、变压器磁芯的漏磁分析 （1）均匀绕线环形磁芯漏磁分析 （2）集中绕线的等截面环形磁芯漏磁分析 （3）有气隙时环形磁芯磁场漏磁分析
（4）有气隙时集中绕线环形磁芯磁场漏磁分析 （5）高频变压器的漏磁分析
（1）均匀绕线环形磁芯
F(A) x
A
0
NI(A)
N2 I 2 x bc H x H1 ( x (b c)) H1 1 dl d
几种常见结构线圈的漏磁分布
理论上没有漏磁 漏磁大
漏磁最大
集中绕制变 压器的漏磁
z
夹层绕法 漏磁分布
x y
+
+
+
+
+
初级
次级
磁芯
散磁通
初级
次级
磁芯
散磁通
（2）高频变压器减少漏磁的主要方法
2011年11月12日电源网技术交流会
专题报告：变压器中的分布参数及线圈
南京航空航天大学 周洁敏 Jieminzh@
变压器的分布参数
一、变压器线圈的漏感 二、高频变压器线圈的电磁现象
三、分布电容
一、变压器线圈的漏感 1、漏磁产生的理论基础 2、变压器磁芯的漏磁分析 3、变压器减少漏磁的主要方法
1、漏磁产生的理论基础 （1）磁路与电路的比对 电路中电流在电导率高的导体中流动，有 “绝缘”和导体之分。 磁路中，没有“绝磁”，磁导体和空气都可 以 有磁力线通过。 磁力线从磁性材料中跑到周围的空气中构成 闭合回路，这部分磁通称为散磁通，也称 “漏磁通”。为了表达漏磁通，经常用漏感
（2）开关电源中漏磁或漏感的危害 开关电源中的功率开关由导通状态转变为 截止时，漏感中存储的能量就要释放出来， 产生很大的尖峰电压，造成电路器件损坏 并产生很大的电磁干扰，恶化了效率。 设计和绕制变压器时应从磁芯选择、绕组 结构和工艺上尽可能减少漏感。然后再用 缓冲电路抑制干扰和进行能量回收。
趋于∞
x
导线内磁场 1-2-3
导线外磁场 4-5-6
主电流和涡流之 和在导线表面加 强，趋向导线中 心越弱，电流趋 向于导体表面。 这就是集肤效应。
导体的表面 电流密度大
导体的中间 电流密度小
研究表明： 导线中电流密度 从导线表面到中 心按指数规律下 降,导线有效截 面积减小而电阻 加大。
工程上定义从表面到电流密度下降 2k 到表面电流密度的0.368（即1/e） 的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ μ －导线材料的磁导率； γ ＝1/ρ －材料的电导率； k－材料电导率（或电阻率）温度系数；
（4）有气隙时集中绕线环形磁芯磁场
磁势
F(A)
IN 0
X=0
磁阻压降
l
x
U cx
IN
0
l
Ux
磁位
x
漏（散）磁通增加了
lc/2 0 lc/2
l
x
磁位不等于0，散磁通增加
（5）高频变压器的漏磁分析
I1 N1 I 2 N 2
线圈安放在中 柱上，E型铁芯， 初级4匝，次级 1匝，初级电流 2.5A,次级电流 10A。
要减少漏磁，要降低任何两点间的磁位差， 所以对变压器中的磁势分布分析就很重要。 下面一组线圈不同绕法的磁势分布图
(a)3匝原边，3匝副边的各层线圈磁势分布图
原边 副边
F(x)
i
i
i 3i
-i
-i
-i
i 0
i x
在原副边的交界处的最大磁势势3i，
(b)原副边各层交替绕制可以使峰值磁势减小
原边 副边
0—b段
I1 N1 H xl x b
或 c
I1 N1 x Hx x H1 bl b
其中
I1 N1 H1 l
全部初级安匝在窗口产生的磁场强度
c段因没有线圈，所以磁场强度不变。
b+c—d段
N2I2 x b c H x H1 dl
其中 H I1N1 1
l
N 2 I 2 N1I1
0-x段的磁势
xN Fx I l
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
NI(A)
x(cm)
x(cm)
磁芯中的磁场强度
0-x段磁阻压降
IN H l
x
U cx
0
IN Hdx x l
x点的磁位
U x Fx U cx 0
任意一点的磁位为0，因此理论上没有漏磁
l , A 0 A
线圈磁势 F IN H c l H
H H cl
磁势
A
F(A)
IN
磁势降在气隙上
0
I
x=0
F=IN=Hc l+H Hc l>>H
x
磁阻压降
0
U cx
IN x
x=l
N
磁位差
0
Ux
l c /2 l c/2 x
漏磁最大的地方在哪里？