浅谈变压器的损耗

知道了磁场中的各个公式，接下来我们就去了解损耗：

在磁性元件中，无非主要就是两种损耗：1. 铁芯损耗。 2. 绕组损耗。

首先我们来了解一下铁芯损耗：

磁芯损耗又包含两种：

磁滞损耗(hysteresis loss)

涡流损耗(eddy current in core)

(一)磁滞损耗

磁滞损耗是铁磁体等在反复磁化过程中因磁滞现象而消耗的能量。磁滞指铁磁材料的磁性状态变化时，磁化强度滞后于磁场强度，它的磁通密度B与磁场强度 H之间呈现磁滞回线关系。经一次循环，每单位体积铁芯中的磁滞损耗正比于磁滞回线的面积。这部分能量转化为热能，使设备升温，效率降低，它是电气设备中铁损的组成部分，这在交流电机一类设备中是不希望的。

来自百度。

我觉得百度这段定义还是比较容易理解。至于里面的物理原因就不去深究了。

图一

我们知道energy

根据安培环路定律： H*Lm=N*i(t).

根据法拉第电磁感应定律：

V(t)= 其中λ为磁链(flux linkage)。其单位为weber-turn。

其中Φ 为磁通(flux)。单位为weber。

Φ =B*Ac。 其中Ac 是上图的截面积，B是磁通密度(flux density)。

把i(t) 和 v(t)

带入到 能量公式中：

约掉其中的参数，我们得到：

突然发现积分里面的参数都和B—H图有关。积分外面的参数都是磁芯的物理参数。

(Lm：磁路的长度)

图二

积分里，实则为B-H图的面积，这也是就是在前面说的磁芯损耗和B-H的面积有关。

积分外，我们把Ac*Lm称为core volume。

(二)涡流

涡流：当线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。

上面是百度里的解释，我只想说，这个解释和我们今天说的磁芯里的涡流没有任何关系。它只是解释了在winding时，或者说在导线里的涡流，不想多评价百度的解释。我们这里所说的是在磁芯里的涡流。

图一：根据右手定则，从电流流过绕线的方向，可以确定磁场的方向为顺时针。 在右侧的cross section area，根据法拉第电磁感应定律(闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变)，再根据楞次定律，我们知道有一个逆时针的圈电流在右侧截面处，产生反向的磁场来抑制这种变化。

由Maxwell方程可以直接导出涡流的大小，但是这里其实已经很好理解了，大多数的磁芯都是导体，有电流在导体里，就会有 I^2*R. Maxwell方程说明了产生电流的电场是由变化的磁场决定的，变化的磁场又是由变换的电流产生的。所以，涡流和f频率有正比的关系。

(三)涡流损耗解决办法

----层压。

图三

最容易理解的方法还是Maxwell方程

经过层压分片后，感生电流的路径变小(l减小)，相应的电流就会减少。

这样也就减少了涡流。

看完这篇没有解决不了的磁场问题。。