气隙存储能量分析
反激变压器气隙
反激变压器气隙摘要：1.引言2.气隙对变压器的作用3.反激变压器为什么需要气隙4.正激变压器是否需要气隙5.气隙的大小对变压器性能的影响6.结论正文：一、引言在电力电子领域，变压器是一种重要的电气设备，它通过变换电压和电流，实现电能的传输和分配。
在变压器中，气隙是一个重要的组成部分，对变压器的性能有着重要的影响。
本文将对反激变压器气隙的相关知识进行探讨，分析反激变压器为什么需要气隙，以及气隙的大小对变压器性能的影响。
二、气隙对变压器的作用气隙在变压器中的作用主要表现在以下几个方面：1.增加铁心磁阻，降低磁饱和程度。
当变压器工作在高频状态时，容易产生磁饱和现象，通过设置气隙可以增加铁心的磁阻，降低磁饱和程度。
2.提高变压器的储能能力。
气隙可以储存一部分磁场能量，当变压器需要释放能量时，气隙可以提供这部分能量，使变压器的输出电压更加稳定。
3.减小漏磁。
通过设置气隙，可以减小变压器的漏磁，提高变压器的效率。
三、反激变压器为什么需要气隙反激变压器需要设置气隙的主要原因是其工作原理决定的。
反激变压器需要在一个周期内完成两次磁场翻转，为了提高储能能力，需要在磁路中设置气隙。
此外，反激变压器的输出电压是靠调整磁场翻转的时间来控制的，因此，气隙的大小对反激变压器的输出电压有着重要的影响。
四、正激变压器是否需要气隙正激变压器在某些情况下也需要设置气隙，主要是为了减小匝数，降低铁损。
但是，正激变压器的气隙设置不同于反激变压器，其主要目的是减小匝数，而不是提高储能能力。
五、气隙的大小对变压器性能的影响气隙的大小对变压器的性能有着重要的影响，主要表现在以下几个方面：1.影响变压器的变比。
气隙的大小会影响变压器的磁阻，从而影响变压器的变比。
2.影响变压器的漏磁。
气隙越大，变压器的漏磁越大，影响变压器的效率。
3.影响变压器的储能能力。
气隙越小，变压器的储能能力越强，反之则越弱。
六、结论综上所述，气隙对反激变压器的作用主要体现在提高储能能力、减小漏磁和降低磁饱和程度等方面。
读懂什么是电源中储能电感的气隙？气隙的计算方法和实际意义
读懂什么是电源中储能电感的气隙？气隙的计算方法和实际意义一、电感储能描述电感储能的实质为周围磁场的储能，以磁性导磁材料如铁氧体、非晶、纳米晶以及磁粉芯等闭合磁芯电感所产生的磁场被限制在特定空间内，这个特定空间一般均为磁芯介质，这类的磁场分布形式我们这里就称为'规则磁场'分布，规则磁场大大简化了磁场计算的复杂性，如下图是磁芯电感的示意图。
电感的储能也就是以磁介质为载体的周围磁场储能，磁场被限制在如图磁芯介质的红色虚线。
磁芯电感示意图二、电感储能定量表达式——电能转换为磁能的磁能积首先回顾一下电感的储能，电源中的储能电感常常涉及到从电能到磁能的过程转化，电能的表达式是我们熟悉的'电流'、'电压'以及'时间'的关系；那么我们用什么来描述电感对磁场的储能呢？这里需要引出磁能积，因为磁能积描述了能量和磁场以及磁芯体积的一种关系，磁能—磁能积的表达对于我们来说可能就陌生一些，这个前面我们专门讲过一节，这里做一些简单的回顾。
如下是一种磁芯电感，假设电感线圈两端感应电动势为'u'，电流为'i'，我们计算一下电能'E'输入：电能表达式（1）上式（1）中，包含电流，对于这种规则磁场，连接电流和磁场的关系便是'安培环路定理'，表达式如下，磁场是'H'：安培环路定理表达式（2）上式（1）中，也包含了电压，对于这种规则磁场，连接电压和磁场的关系便是'法拉第电磁感应定律'，表达式如下：法拉第电磁感应定律（3）结合上面（1）、（2）及（3）得出如下式磁能积表达式（4）表达式（4）描述了磁能是磁场与磁芯体积的关系，始终Ve表示磁芯有效体积，是磁路和磁芯截面积的乘积磁芯有效体积表达式（5）上面uc磁导率是磁芯材料的'绝对磁导率'不可与相对磁导率搞混淆，需要记住储能是磁场引发的磁场密度的储能，所以磁导率是材料的绝对磁导率，是磁芯材料的属性。
磁导率初始磁导率
磁导率初始磁导率如果没有别的因素限制，那么磁导率肯定越高越好。
磁导率高，意味着所需要的线圈圈数可以很少，变压器和电感器的体积可以很小。
但现实是：磁导率越高，磁感应强度越高，而磁芯材料所能工作的磁感应强度围是有限的，所以有时候我们不得不设法减小有效磁导率，以避免磁芯饱和AC滤波器的选择就灵活了.流过电流通常不大,没那么多要求,磁导率可以在10-12K都OK.相同的磁密, 储能密度与磁导率呈反比, 电感如果是储能用, 那么就选低u的. 如果是作磁放, 那得选高u矩磁.变压器, 原则上磁导率用大些, 以利于减小励磁电流, 励磁电流分量并不能传递到次级, 因此要越小越好. 但是也不是盲目的大, 太大也不好, 如磁集成LLC便需要具有相当大的励磁电流. 要求磁导率适中选用较高磁导率的铁氧体磁芯，磁感应强度就会越大，这样所要求的线圈匝数就会越小，变压器体积就会相对更小。
磁导率高了，同样的电感量可以用更小的磁芯；但是，更容易饱和。
所以，要计算选择高μ值的铁氧体，绕制匝数可能会少点，但是得注意电感量以及饱和问题。
如果对质量因素有要求的话，绕线匝数也不是越少越好。
μ高的材料在同样尺寸、同样匝数的情况下，肯定电感量大。
电感量大在大电流的情况下，反向电压就高，磁通密度也就上升了，磁心就容易饱和了软磁材料为什么磁导率越高，能量存储越小E=VB²/2uE=uH²/2容量总会有限，导磁率高，励磁功率就小，用来做变压器是很好的，但作电流泵（flyback）用就不太适合了。
几句话讲明白，电感的能量为什么绝大部分存在气隙中？电路磁路电动势磁动势电阻磁阻电流磁通量的砖不但引出来很多玉，最后还能引出相声段子。
百家争鸣的确好，各抒己见，越辩越明。
73楼greendot给出的式子很好，相当有说服力，为了更清楚明白的表示，我又更调理的写出来了，如下最后一项左侧是磁芯的，右侧是气隙的能量，很明显，只要lg>>MPL/ur，那么绝大部分能量是在气隙中的。
气隙的作用
反激式开关电源设计2---气隙的作用
如何防止磁芯的饱和呢？增加气隙可在相同ΔB的情况下，ΔIW的变化范围扩大许多,为什么气隙有此作用呢?由全电流定律可知:
由上例可知，同一个磁芯在电流不变的条件下，仅增加1mm气隙，加气隙的磁感强度仅为不加气隙的磁感应强度的4.8%，看来效果相当明显。
加了气隙后，是否会影响输出功率呢？换句话说，加了气隙变压器还能否储原来那些能量呀？看一下下面的例子就知道了：
在“思考一”一文中已讨论过，当开关管导通时，次级绕组均不构成回路，此时，变压器象是仅有一个初级绕组带磁芯的电感器一样，母线将次级需要的全部能量都存在这个电感器里。
如下图1就是一个有气隙的电感
器：
图1表示一个磁芯长为lm，气隙长为lg，截面积为Ae的磁芯，在其上绕N匝线圈，当输入电压为Ui时，输入功率为Wi：
6式右边的积分为图2中阴影部分面积A，即就是说：
磁场能量的大小等于磁化曲线b和纵轴所围成的面积大小。
图1中，假定磁路各部分的面积相等，磁芯各部分的磁场强度为Hm，气隙部分的
磁场强度为Hg，由全电流定律得：
11式右边第一项是磁芯中的磁场能量，第二项是气隙部分的磁场能量，分别用Wi和Wg表示；那么：
图3中，曲线m表示图1电感器无气隙时的磁化曲线，曲线g表示有气隙时的磁化曲线。
图中，面积Am表示储存在磁芯部分的磁场能量；面积Ag表示储存在气隙部分的磁场能量。
上面讲了气隙的作用以及磁场能量在变压器中的分布，那么，根据输出功率如何选用磁芯呢？。
能源储存创新利用压缩空气储能技术解决能源波动问题
能源储存创新利用压缩空气储能技术解决能源波动问题能源问题一直是全球关注的重要议题之一。
随着能源消耗的不断增加和可再生能源的广泛应用，能源波动性问题变得越来越突出。
在这个背景下，压缩空气储能技术作为一种创新的能源储存方式，为解决能源波动问题提供了可行的解决方案。
压缩空气储能技术是一种通过将空气压缩储存，再在需要能源时释放出来以产生能量的技术。
其工作原理基于热力学原理，通过将空气压缩到一个较高的压力，并将其储存在储气罐或地下储气库中。
当能源需求增加时，通过释放储存的压缩空气，利用气体膨胀带动涡轮机产生电力。
压缩空气储能技术具有多方面的优势。
首先，它是一种可持续的能源储存方式，因为空气是一种广泛存在的资源，且不会被消耗。
其次，储能效率较高，能够达到70％以上。
此外，这种技术具有快速响应的能力，能够在短时间内释放储存的能量，满足能源需求的急切。
最重要的是，压缩空气储能技术相对于传统的能源储存方式更加环保，没有排放污染物和温室气体。
然而，压缩空气储能技术也存在着一些挑战和限制。
首先，由于压缩空气的储存需要占用大量的空间，储气罐或地下储气库的建设成本较高。
其次，由于空气在被压缩和膨胀的过程中会产生热量，这些热量需要处理，否则会对系统的效率产生负面影响。
此外，压缩空气储能技术的运行也受到环境温度的限制，较低的温度会降低系统效率。
为了克服这些挑战，科学家和工程师们一直在不断地改进和创新压缩空气储能技术。
他们致力于提高储气罐和地下储气库的设计和制造技术，以降低成本并提高储存容量。
另外，他们也在研究如何更好地利用储气罐和地下储气库的热量，以提高系统的效率。
此外，还有一些新的技术和材料正在被引入到压缩空气储能技术中，例如利用储气罐的空间存储热量的热媒技术，以及新型的高效涡轮机。
未来，压缩空气储能技术有望成为解决能源波动性问题的重要手段之一。
随着技术的不断改进和创新，压缩空气储能系统的效率将进一步提高，成本将进一步降低。
油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性
油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性林春耀;马志钦;杨贤;柯春俊;饶章权;彭向阳【摘要】为了研究油纸绝缘气隙放电能量特性与产气规律的相关性,基于油纸绝缘气隙放电模型,利用恒压法进行了36 h的气隙放电发展特性试验.计算了不同放电时刻最大放电能量和平均放电能量的幅值,引入放电重复率并提出每秒平均放电能量这一新特征量,分析结果表明每秒平均放电能量能够很好地表征局部放电的放电发展特性.另一方面,提取H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2和CO作为变压器油中溶解特征气体,对这6种特征气体的体积分数与每秒平均放电能量的相关性进行分析,结果表明:在油纸绝缘气隙放电过程中H2的体积分数与每秒平均放电能量的相关性最高,其次为CO和CH4,用这3种气体体积分数的变化可以大致反映出每秒平均放电能量的变化规律.%In order to study correlation between discharge energy characteristic and gas producing regularity in oil-paper air-gap insulation, the experiment on air-gap discharge development characteristic was performed by using constant voltage method for about 36 hours based on the model for air-gap discharge in oil-paperinsulation.Amplitudes of maximum discharge energy and average discharge energy at different discharge time were calculated, repetitive rate of discharge was introduced and a new characteristic quantity called average discharge energy per second was presented which was proved to be able to well represent discharge development characteristic of partial discharge.On the other hand, H2, CH4, C2H6, C2H4, C2H2 and CO was extracted as oil dissolved characteristic gas for the transformer and correlation between volume fraction of these six kinds of gas and averagedischarge energy per second was analyzed.Analysis results indicate correlation between volume fraction of H2 and average discharge energy per second is the highest in the process of air-gap discharge in oil-paper insulation and secondly high is CO and CH4.Thus, changes of volume fraction of these three gas can roughly reflect change law of average discharge energy per second.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2017(030)007【总页数】6页(P83-88)【关键词】油纸绝缘;气隙放电;每秒平均放电能量;相关性【作者】林春耀;马志钦;杨贤;柯春俊;饶章权;彭向阳【作者单位】广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM855.1根据统计，80%左右的变压器故障是因内部绝缘故障引起的[1]，其中局部放电是造成变压器内部故障的主要原因。
详解压缩空气储能技术原理
详解压缩空气储能技术原理压缩空气储能技术（compressed air energy storage），简称CAES，是一种利用压缩空气来储能的技术。
目前，压缩空气储能技术，是继抽水蓄能之后，第二大被认为适合GW级大规模电力储能的技术。
其工作原理是，在用电低谷时段，利用电能将空气压缩至高压并存于洞穴或压力容器中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰时段，将高压空气从储气室释放，进入燃烧室燃烧利用燃料燃烧加热升温后，驱动涡轮机发电。
（来源：微信公众号“交能网”；作者：加油交能君）一套完整的压缩空气系统五大关键设备组成：由压缩机、冷却器、压力容器、回热器、涡轮机以及发电机。
各部件作用如下，压缩机：将空气压缩，将电能转化为空气内能，空气压力可达70-100 bar，温度可达1000 ° C；冷却器：热交换设备，用于存入压力容器前的冷却，防止空气在压力容器或洞穴中压力减少；压力容器：存储冷却后的空气，若采用洞穴存储，则需要满足耐压程度较高、密封性较好的地质条件；回热器：热交换设备或燃烧室，将空气温度提高至1000℃左右，使涡轮机持续长时间稳定运行，以便于提高涡轮机效率；涡轮机：空气通过涡轮机降压，内能转化为动能；发电机：多为同步发电机，将动能转化为电能。
目前压缩空气系统存在着诸多问题，其中最重要的是其与抽水蓄能一样太受地理条件约束，建造压缩空气系统，需要特殊的地理条件来作为大型储气室，如高气密性的岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等，这一限制是影响这项技术推广的重要因素之一。
此外传统的空气压缩系统，系统效率仅为40%-55%，相比抽水蓄能的80%，效率较低。
由其原理，可以知道，压缩空气储能很大一部分能量，在压缩空气过程中转化为热能，没有得到有效利用，这是导致这项技术效率低下的重要原因。
要想提高压缩空气系统效率，可以将压缩过程中产生的热量通过储热器存储起来，待发电过程中用这部分热量预热压缩空气，可以达到回收热量的目的，这一改进技术，称为绝热压缩空气储能系统（AA-CAES）。
电感的能量储存在哪里-史上最深度的解析（6）
电感的能量储存在哪⾥-史上最深度的解析（6）前⾯两节我们分别讨论了“电感的能量储存在磁芯⾥”与“电感的能量储存在⽓隙⾥”这两个观点，并且分别针对这两个观点提出了不同的疑惑，也就是说，在两种不同的观点⾥都好像有⼀些⽆法解释（说不通）的现象，最后也给出了我们对于“电感器的能量储存在哪⾥”的观点，即：电感器的能量既不是存储在磁芯⾥，也不是存储在⽓隙（空⽓）⾥！但这并不代表前⾯两节⾥的内容完全是错误的，甚⾄⼤多数概念都是正确的，只不过有⼀层窗户纸没有捅破才导致观点的不同。
那电感器的能量到底存储在哪⾥呢？在回答这个问题之前，我们⾸先得回答另⼀个问题，即：电感器存储的能量到底是什么？解决了这个问题后，我们再来谈“电感器的能量储存在哪⾥”，你就会发现，⽆论是“电感的能量储存在磁芯⾥”还是“电感的能量储存在⽓隙⾥”所引出的⽆法解释的现象其实都是统⼀的，也就是说，没有任何⽭盾的地⽅，都是完全可以理解的！甚⾄于你在开关电源设计过程中遇到过（很多已经或尚未解决）的电感器与变压器相关问题都会迎刃⽽解！有⼈说：电感存储的能量不就是磁场能么？这个地球⼈都知道呀！那么磁场能是什么？磁场⼜是什么？前⾯不是有⼈说：电感器的能量储存在磁场⾥吗？那么它是怎么存储能量的？有⼈辩驳道：这个问题已经超出⼈类的认知（即更多维空间），我怎么跟你解释？你只要知道“电感器的能量储存在磁场⾥”就⾏了！既然是这样的话，那你⼜是怎么知道的？好吧，如果你也是这么认为的话，后⾯的内容可以都不⽤看了，因为那些都是“更多维空间”的内容，你不会懂的，么么哒！我们完全可以⽤其它能量类⽐的⽅式来理解磁场的能量及相关的概念，如果阅读完⽂章后你还不能深刻理解磁场能量的话，那是我们的问题，如果你已经做到了的话，请帮忙宣传《电⼦制作站》，与更多的⼈分享这些知识，感谢您的⽀持！这些内容都是《电⼦制作站》原创的，包括各种概念层次的划分以及能量的转换，如果转载或摘录其中的内容，请务必注明出处。
气隙磁密的fft分解-概述说明以及解释
气隙磁密的fft分解-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分：在电机设计中，气隙磁密是一个重要的参数，它影响到电机的性能和效率。
对气隙磁密进行准确的测量和分析对于电机设计和优化至关重要。
传统的方法往往依赖于频域分析技术，而FFT（快速傅里叶变换）作为一种高效的信号处理工具，在气隙磁密的分析中也发挥着重要作用。
本文将探讨气隙磁密的FFT分解方法，介绍其优势和应用领域，并展望未来的研究方向。
通过本文的研究，有望为电机设计提供更准确、高效的分析手段，推动电机技术的发展和应用。
1.2 文章结构:本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
在引言部分，将介绍本文研究的背景和意义，以及文章的结构安排。
在正文部分，将从气隙磁密的概念及重要性、FFT在信号处理中的应用，以及气隙磁密的FFT 分解方法这三个方面展开深入讨论。
最后在结论部分，将总结气隙磁密的FFT分解的优势，展望未来研究方向，并给出结论。
通过这种结构安排，读者能够清晰地了解本文的内容和逻辑发展。
1.3 目的本文旨在研究气隙磁密的FFT分解方法，探讨其在电磁学领域中的应用和意义。
通过对气隙磁密的概念及重要性进行分析，结合FFT在信号处理中的优势，探讨如何将FFT技术应用于气隙磁密的分解过程中。
通过实验验证和理论分析，以期提高气隙磁密分析的效率和精度，为电磁设备的设计和研发提供理论支持和技术参考。
同时，通过本文的研究，展望未来气隙磁密分析领域的发展方向，为相关研究提供思路和启示。
最终，通过总结研究成果和结论，为读者提供对气隙磁密的FFT分解方法有一个全面的认识，为相关领域的研究工作提供参考和借鉴。
2.正文2.1 气隙磁密的概念及重要性气隙磁密指的是在电机等电磁器件中存在的磁场能量在气隙中的分布情况。
在电机中，气隙磁密的大小和分布直接影响到电机的性能和效率。
通常情况下，我们希望气隙磁密能够尽可能均匀地分布在气隙中，以获得更高的磁场强度和更高的转矩输出。
电感的能量储存在哪里-深度解析(5)未完结
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Author: Jackie Long
当开关 K1 断开时，变压器 T1 初级线圈储存的能量释放，由于电流不能突变，因此产生 感生电动势（极性上负下正） ，因此，次级线圈感应到的电压极性为上正下负，这样就将电 感（变压器）中的能量传递给了输出，如下图所示：
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Author: Jackie Long
之类封装） ，那么接触到的几乎肯定只有电感值与额定电流值两个参数，然而，很遗憾告诉 你：这两个值只是一种表面参数，厂家已经设计好封装在电感里了，就像你会用遥控器熟练 控制遥控飞机，但并不能说你对遥控飞机的飞行参数及设计很在行，相应地，你能够熟悉使 用成品电感器并不代表精通磁性元件，也并不代表真正理解“电感储能”的真正本质。 下图来自 MAGNETICS 技术手册，你（问的是接触过电感器与变压器设计的工程师，至 于只会使用标准成品电感的工程师就不需要问的，肯定不知道在看什么）能看出什么？
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Author: Jackie Long
反激式开关变换器实际就是 BOOST 变换器，可以参考文章《BOOST 变换器》 ，我们通常 的变换器都是开关导通时传递能量，而反激式开关变换器恰好相反，在反激式开关电源中， 变压器相当于一个储能电感，因此，变压器储能的大小决定开关电源能够传递的功率。 更多精彩文章可关注《电子制作站》微信号 dzzzzcn
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气隙存储能量分析
模型：反激变压器为例，内部磁芯磁路长度L1,气隙长度L2，面积S。
前提：线圈通电流I后，φ相等，同时B近似相等。
磁芯到达B1H1,气隙到达B1,H2。
能量分布：
磁芯能量密度为OB1C所围面积（0.5*B1*H1），气隙能量密度为OB1E所围面积(0.5*B1*H2）具体看另一篇《磁滞损耗与磁滞曲线面积对应关系积分推导》。
上图可以看出气隙能量密度明显高于磁芯。
磁芯能量=0.5*B1*H1*L1*S=0.5*Ur*H1*H1*L1*S=0.5*B1*B1*L1/Ur*S
气隙能量=0.5*B1*H2*L2*S=0.5*Uo*H2*H2*L2*S=0.5*B1*B1*L2/Uo*S
存储能量大小取决于L1/Ur L2/Uo两者。
整体拟合曲线的Ux如下：
N*I=H1*L1+H2*L2=H平均*（L1+L2）
L1*B1/U1+L2*B1/U0=(L1+L2)*B1/Ux
Ux=（L1+L2）/(L1/U1+L2/Uo)
整合曲线从能量角度证明：
整合曲线围成的面积对应能量密度*(L1+L2)*S
=0.5*B1*H平均*(L1+L2)*S
=0.5*B1*（B1/Ux）*(L1+L2)*S
=0.5*B1*B1*(L1/U1+L2/Uo)*S
=0.5*B1*H1*L1*S+0.5*B1*H2*L2*S=磁芯能量+气隙能量
磁芯作用讨论：
如果磁芯磁导率很高趋于无穷，其作用应该是将磁路短路，将所有磁势加在气隙上，使气隙得到很高的H，从而储能。
N*I=H1*L1+H2*L2=L1*B1/U1+L2*B1/U0
实际是磁芯与气隙都有储能，分布取决于L1/Ur L2/Uo两者大小比例，如磁芯长度比100倍，磁导率比1000倍，则气隙能量是磁芯能量10倍。