磁芯损耗主要包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三大类,三者共同构成磁芯在交变磁场下的总功率损耗。
一、磁滞损耗
这是磁芯材料的固有损耗,源于其磁滞特性。
1、产生原因:
磁芯在交变磁场中反复磁化时,内部磁畴会不断翻转,磁畴间的摩擦和阻碍会消耗能量,最终以热量形式散失。
2、关键影响因素:
与磁场交变频率、最大磁通密度的平方,以及材料磁滞回线面积成正比,磁滞回线面积越大,损耗越高。
3、场景特点:
在低频(如工频)磁芯应用中,它是损耗的主要组成部分。
二、涡流损耗
由电磁感应在磁芯内部产生感应电流导致,属于感应电流相关的损耗。
1、产生原因:
交变磁场穿过磁芯时,会感应出闭合的 “涡流”,涡流在有电阻的磁芯中流动,因焦耳效应产生热量并消耗能量。
2、关键影响因素:
与磁场交变频率的平方、最大磁通密度的平方、磁芯材料电导率,以及磁芯厚度的平方成正比。实际中常将磁芯制成薄片并涂绝缘层来减小该损耗。
3、场景特点:
在中低频(如几十 kHz)磁芯应用中,占比仅次于磁滞损耗。
三、剩余损耗
除磁滞和涡流外的其他损耗,通常在特定频率区间更显著。
1、产生原因:
主要来自磁芯内部磁矩的弛豫过程,比如磁畴壁的缓慢移动、磁矩的共振吸收等,具体机制与材料成分和工作频率相关。
2、关键影响因素:
低频段占比极小可忽略,高频段(如 MHz 以上)会随频率升高快速增加,成为总损耗的重要部分。
3、场景特点:
仅在高频磁芯应用中,才需要重点考虑该损耗的影响。
