电感磁饱和原因与理论分析

电子在原子外层绕著数层轨道旋转，每一层电子旋转都会依愣次定律产生一微弱的磁场，每一层的磁力不同、方向也不同，但合力为零，没有磁性。当一线圈通电流，同样的依愣次定律产生一磁场，磁力线穿过磁性材料（铁心），磁性材料内原子的电子旋转轨道开始转向，以抵消线圈产生的磁力线，线圈电流越大，越多磁性材料电子的旋转方向改变，最后所有磁性材料电子旋转方向都相同时，就是磁饱和。

电感量的大小与饱和的理论分析：

空心线圈结构的电感可认为不会饱和，带铁心回路的电感存在饱和问题。电感L随着磁路的饱和而变小。理论依据如下：

设电感绕组等效匝数为N匝，等效磁路长度为len，通入电流为I，磁路的等效截面积为S，μ为磁导率，Φ是磁通。

由：Φ= B*S, B = μ*H, H*len = N*I并根据电感的定义，可得：L =N*Φ/I（公式见新浪/我的收藏/电磁学学/电感的暂态分析）= N*(B*S)/I = N*(μ*H*S)/I = N*(μ*H*len*S)/(I*len) = N*(μ*N*I*S)/(I*len) = N^2*μ*S/len。

当通入电感的电流很大时，μ=B/H，H很大，B已达到最大值不再变化，那么μ趋向于零，所以相应的电感L也趋向于零。

μ＝导磁率(magnetic permeability of material) (Henrys/meter)导磁率又称导磁系数，是衡量物质的导磁性能的一个系数，以字母μ表示，单位是亨/米。μ等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比，即通常使用的是磁介质的相对磁导率μr，其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比，即μ=B/H。

磁导率表示物质磁化性能的一个物理量，是物质中磁感应强度B与磁场强度H之比，又称为绝对磁导率。物质的绝对磁导率和真空磁导率（设为μ0=4π*10^-7H/m）比值称为相对磁导率，也就是我们一般意义上的磁导率。

2、 感应耐压试验（倍压倍频仪）给变压器施加电源的频率之所以在２倍的额定频率以上的原因：

变压器的激磁电流i和主磁通振幅Фm的特性曲线一般设计在额定频率和额定电压下接近弯曲饱和部分(如图1所示)。又因在电源频率不变的情况下，主磁通Фm决定于外施电压U: U= E=4.44nfФm

U 外施电源电压V

E 加电绕组的感应电动势V f 外施电源频率Hz n加电绕组的匝数n

所以给变压器加２倍额定电压以上的电压必然会导致铁芯严重饱和，主磁通Фm增大△Фm，

激磁电流i会急剧增加，致使变压器发热烧毁。为使变压器在加２倍压以上铁芯仍不饱和，则需要提高电源的频率至２倍频以上。

感应耐压试验给变压器原边加２倍压以上，２倍频以上的电源，变压器的主磁通会使原边和副边同时感应出感应电动势E1和E2，且分别是其额定工作状态下的２倍以上，所以感应耐压试验可以同时对主、副绕组进行纵绝缘性能的测试。当然，我们也完全可以根据需要从变压器的副边进行测试，不过所施加的电压应当是变压器额定工作状态下空载电压的２倍以上，频率同样是额定频率的２倍以上。