一体成型贴片电感涡流磁场的变化规律

一体成型贴片电感设计了双绕组的两种定子嵌线方式,包括平行嵌线和交替嵌线.建立了两种嵌线方式下的数学模型,对双一体成型贴片电感进行了理论计算,并通过仿真验证了理论计算的有效性.对双绕组平行嵌线和交替嵌线时的电感进行了分析,分析表明,交替嵌线的主绕组和备一体成型贴片电感相同,而平行嵌线时的主绕组和备一体成型贴片电感有差异,差异较大时会导致主备份绕组切换不同步,影响系统的可靠性.通过对电感计算公式分析,提出减小主备电感差异的改进方法,为双绕组电机的设计提供指导.

 在单线一体成型贴片电感线圈的基础上,通过理论推导,得到多线并绕电感线圈电感和分布电容的计算公式.绕制了两个电感实物,使用有限元仿真软件建立多线并绕电感线圈3D简化模型,通过静磁场和静电场仿真计算得到其电感值和分布电容.最后采用阻抗分析仪对一体成型贴片电感进行测试,得到其电感值和分布电容.电感理论计算值相对于仿真值的更大偏差为6%,相对于测试值更大偏差为6.23%;分布电容理论计算相对于仿真值的更大偏差为3.2%,相对于测试值更大偏差为14%,仿真和测试验证了所提出的多线并绕电感线圈电磁参数计算方法的正确性.

 绕线贴片功率电感在负载电流试验时发生开路失效.通过切片、金相分析、SEM-EDS分析、电性分析、模拟验证等试验,对其进行失效分析.结果发现:失效点为铜线引出端拐角区域,且断口发现大量的锡,而暂未失效的样品拐角区域存在铜锡化合物及锡.本文研究了在电流密度影响下铜锡化合物生长的机理,以及在温度梯度下Cu6Sn5-Sn的热迁移行为.最后,总结了绕线贴片功率电感负载电流开路失效的机理,并对未来的研究方向进行了展望.

针对MRI梯度一体成型贴片电感和互感引起涡流抑制梯度磁场快速变化、影响梯度切换率及成像时间问题,提出一种有效解决方案.方法 采用梯度电感最小化和梯度磁场自屏蔽等约束条件,结合目标场点法建立数学模型,求解双平面梯度线圈的绕线分布,以减小梯度线圈的磁场能量,降低涡流等对梯度线圈性能的影响.为缩短数值计算软件对以上复杂数学模型矩阵求解的运算时间,采用图形处理单元(GPU)加速算法实现梯度线圈的设计计算.结果 采用最小化梯度电感能有效降低涡流影响,实现磁场自屏蔽,具有良好的梯度切换率,可改善梯度线圈整体性能.结论 采用双平面梯度线圈新型目标场点法算法能实现梯度电感最小化和梯度磁场自屏蔽梯度线圈设计.

 一体成型贴片电感为获得较为的铜箔式脉冲电抗器电感计算公式,首先从通电环形导线的电感计算公式出发,得出绕线式电抗器的电感计算公式;然后,基于铜箔划分的方法,建立了两种电抗器间的计算转化关系,综合考虑铜箔中的电流集肤效应,最终得出铜箔式电抗器的电感计算公式;最后,利用试验实测电感值与ANSYS仿真计算结果及解析计算公式结果进行对比,验证其准确性,进一步对电感计算公式的精度进行探讨,得出当铜箔式电抗器的匝数、铜箔厚度等参数发生变化时电感计算公式精度的变化规律及其适用范围,为电磁发射用铜箔式脉冲电抗器的设计提供了一定的理论基础.

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