电力电子技术 第六章——磁元件模型

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一、基础电磁理论回顾

1、磁场与电场的对偶性

（1）磁动势与电动势：

（2）磁通量与电流：

2、重要定律回顾

（1）法拉第定律：

（2）楞次定律：

（3）安培定律：

3、磁场传播材料特性

（1）在自由空间中，磁场强度H与磁感应强度B呈线性关系，其中为真空磁导率。

（2）在磁性材料中，磁场强度H与磁感应强度B呈高度非线性关系，存在滞后和饱和现象。

二、电感模型

1、电感伏安特性的由来

（1）应用法拉第定律推导电压关系式：

（2）应用安培定律推导电流关系式：

（3）材料特性对电流的影响：

（4）从磁场角度分析电感的工作原理：

2、应用磁路理论分析电感

（1）磁阻的定义：

（2）基尔霍夫电流定律的磁性等效：

（3）基尔霍夫电压定律的磁性等效：

（4）带气隙磁性材料分析：

三、变压器模型

1、理想变压器模型

2、实际变压器模型

四、耦合电感模型

1、强耦合电感模型

        强耦合电感的模型和实际变压器模型基本完全一样，但它们的工作方式并不相同

        对于变压器模型来说，其输入端和输出端是无时无刻都有功率的，而对于强耦合电感模型来说，当它的输入端连接时，输出端断开，此时能量将存储在励磁电感中，在励磁电感饱和前，输入端断开，同时输出端连接，此时励磁电感中的能量将向输出端释放

2、弱耦合电感模型

        弱耦合电感的模型在电路结构上与强耦合电感模型相似，但它有非常多的漏磁丢失在空气中，不像强耦合电感的两个电感共用一个磁芯，此时不宜用实际变压器的模型对其进行分析

        假定为弱耦合电感输入端和输出端的互感，如下图所示

        弱耦合电感可以根据输入端和输出端的电感求得一个“等效匝数比”，即，然后分别对源端和负端做开路处理，以求得两边的等效输入阻抗，那么弱耦合电感还可以借用变压器的等效模型表示，如下图所示

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