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影响电感量的关键参数是k的选择。它不仅影响电流的连续性,而且影响电感的体积和成本。k越小,储能和体积同时增大;反之,储能和体积同时减小。所以该系数具有一个优选值。该系统输出功率12 kW,所以正、负变换器各输出功率为6 kW,电流Io=17 A,IL=29 A,ILPK=IL+△iL/2分别取k为0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,则L分别为806μH,646 μH,538μH,403μH,323μH。这些电感能否满足贮存能量的要求,还需要核算。根据,可得各电感贮存的能量依次为:8.2 kW,6.88 kW,5.98 kW,4.88 kW,4.24 kW。由此可知:k取0.2过大,使电感体积和成本增加,取0.3不满足输出功率要求,取0.25满足输出功率要求。
5.2 磁芯选择与核算
为保证电感在空载到满载情况下电感量的稳定和电感系数比较大,选择铁基磁粉芯作为线圈载体。考虑到材料的温度特性,工作磁通密度应选择在0.4Bs。这里用面积乘积法选择磁性器件:
式中:LI2=2x344 W·S;Bw=0.6 T;Ku为窗口系数;K为铁粉心电流密度比例系数。
填充系数通常选择在0.25~0.45范围内,典型值为0.4。系数越小,体积和成本增加,系数越大,绕制难度增加,且可能造成磁场强度增加,使磁导率快速下降,因此需要反复核算。这里取典型值:Ku=0.4,Kj=403 A/cm4,代入式(2)得:AP=129 cm4。初选磁性材料型号为H125-640,参数为ur=125,AwAe=42.58 cm4,考虑裕量,选4块磁芯可满足要求。4块磁芯并联,匝数,直流磁场强度:H=NI/Le=53.76 Oe,查材料磁导率和直流偏磁曲线,如图3所示。由图3曲线可知:此时材料的相对磁导率约降为原来的60%,所以在此状态下线圈总电感量。
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