實驗名稱：基于矢量磁路理論的可呼吸式磁心設計

實驗內容：計算可呼吸磁心的磁阻與磁感。

研究方向：磁感與矢量磁路理論

測試設備：ATA-L8水聲功率放大器，信號發生器，溫度監測儀，電壓探頭，功率分析儀，電流探頭，錄波儀等。

圖：基于矢量磁路理論的可呼吸式磁心設計原理圖

圖：不同孔徑直徑的磁心

實驗過程：制備了三組具有不同孔徑直徑的磁心，包括實心磁心、直徑5mm孔的磁心和直徑15mm孔的磁心。這三組磁心在外形尺寸和電磁參數上完全一致，如附圖1所示。兩個磁心通過裝配形成閉合磁路，通過扎帶牢固固定，確保嚙合面緊密貼合，以最小化氣隙的影響，如附圖2所示。一次側繞組和二次側繞組均繞制在中柱上，并通過高溫絕緣膠布固定。此外，在閉合磁路上設置了三個測量點，用于監測實驗中的磁心溫度，以確保每次測試過程中磁心溫度保持恒定，降低誤差。

實驗結果：

圖：實驗結果

在磁通幅值維持約為0.00018Wb的情況下，從20Hz到20kHz逐漸改變磁通頻率，所測試到不同磁心的實驗結果如附圖3所示。在較低的磁路頻率下，磁通分布較為均勻。然而，由于開孔的磁心中心存在孔洞，導致磁通的有效截面積減小，從而使磁路的等效磁阻增加。因此，在10kHz以下的頻率范圍內，直徑為15mm的孔的磁心需要更多的磁動勢才能產生與實心磁心相同大小的磁通。然而，由于磁通集膚效應對磁路參數的影響，實心磁心的等效磁阻隨著磁路頻率的增加而上升，磁阻抗也隨之增加。與之相比，具有開孔結構的磁心具有一定程度的抑制磁通集膚效應的作用，其磁阻在頻率變化時的波動較小。因此，當頻率大于10kHz時，直徑為15mm的孔的磁心在產生相同磁通時所需的磁動勢低于實心磁心所需的磁動勢。

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圖：ATA-L系列水聲功率放大器指標參數

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