磁芯气隙对磁感应强度的影响

      磁芯气隙对磁感应强度的影响是一个很重要的问题，如何选择气隙，至关重要，我们不妨通过一个具体例子来作进一步的说明。

      例   已知在一拖二36W电子镇流器中，要求的电感量为2.1mH，根据在工作台上测试，流过此电感的电流（有效值）为0.3A，试选用磁芯，并计算磁心的有效磁导率、磁芯中的磁感应强度B，如果不加气隙，有没有饱和的问题？如果磨气隙1.6mm，情况怎样？

      解：首先根据经验以及电子镇流器的功率大小，我们初步选用EE25 磁芯，由厂家的数据表查出：它的有效截面积Ae为39.6mm2，电感因子AL=1900nH，有效磁路长度为49.5mm。

      （1）如果不加气隙，根据其厂家提供的电感因子AL数据，要绕制2.1mH的电感，其圈数为：

      N=（2.1×10-3/1900×10-9）1/2=33圈，

      （2）磁感应强度

     根据电感量、圈数、及流过线圈的电流，按式（10）求得：

          B=N×AL×I/Ae =35×1900×10-9×0.3/39.6×10-6=0.503T=503mT

这样大的磁感应强度，即便在室温下磁芯肯定要饱和。如果再考虑到磁性材料参数的不一致性，有+30%的误差，以及灯电流波峰系数（一般限制为1.7以下，有时可能更大），则在电流最大的峰值(1.7×0.3=0.51A)附近，磁感应强度最大值将达到

     BM=1.7×503mT=855mT，

再加上AL值+30%的误差，磁心的磁感应强度更是大得不得了，磁芯肯定饱和。 所以，不磨气隙，或气隙太小，电路是不可能正常工作的。

    （3）如果在中心磨气隙1.6mm，其电感因子经测试降为AL=59.6nH，电感因子降低了1900/59.6=31.9倍。为绕制2.1mH的电感，其圈数变为

       N=（2.1×10-3/59.6×10-9）1/2=188圈，

由于电感与圈数的平方成正比，线圈圈数N只增加了188/33=5.7倍。这样，电感因子大幅度减少，而圈数增加并不多，所以磁感应强度下降了。

    在磨气隙后，按式（10），磁感应强度B变为：

          B=N×AL×I/Ae =188×59.6×10-9×0.3/39.6×10-6=0.084T=85mT

    可见，磨气隙后，磁心的磁感应强度大幅度下降。气隙越大，磁芯的磁感应强度越低，电感线圈越不容易饱和、损耗越小，越可靠，但是用的漆包线变多了。

     在85mT的磁感应强度下，即便考虑电流的波峰系数=1.7，最大的磁感应强度也不过144.5mT（加气隙后，AL值是稳定的，没有误差），那怕温度上升，磁芯也肯定不会饱和。.

    这个例子充分说明：如果没有气隙，在上述电流下，由于磁场强度太大，磁心会饱和。所以作为镇流器的扼流电感，磁心必须加足够大的气隙，减少其有效磁导率，用增加圈数的办法来得到所希望的电感量。因为磨气隙，电感因子AL会减少很多，但电感量是与圈数N的平方成正比，圈数增加并不多，所以磁芯的磁感应强度会大大下降，就不会饱和了。

一般在已知线圈通过电流(有效值)的条件下，计算出来的磁感应强度应在200~230mT以下为宜，不能太大。如果计算出来的值达到300mT以上，磁芯不仅可能饱和，而且损耗过大，这是不能允许的。这时应加大气隙，或选用大一号的磁芯。

 一般来说，磁芯尺寸愈大，气隙亦应愈大。作为经验值，我们推荐：EE13的中心气隙应≥0.4mm，EE16的中心气隙应≥0.6mm，EE19的中心气隙应≥0.8mm，EE25的中心气隙应≥1.3~1.5mm，EE28的中心气隙应≥1.5~1.8mm，EE30的中心气隙应≥1.8~2.0mm等等。为了给气隙的选择找到一个合理的而不是盲目的依据，建议对每种规格的磁心，磨不同的气隙，计算它在不同的电流和电感量下的磁感应强度，根据磁感应强度值，来判断气隙大小是否合适。

在磁芯尺寸一定的条件下，电感量越大，气隙越小，磁芯中磁感应强度越大，在同样的电流下，越容易造成电感饱和。而且，磁芯中的损耗也随磁感应强度变大而增加，发热也越来越严重，电路越不可靠。