膜包线如何通过选材实现降损效果？

大家有没有碰到这样的问题，花了更高的价格买来膜包线，却发现并没有实现降损的效果，问题到底出自哪里？膜包线到底该怎么选？

当高频交流电通过导体时，由于电磁感应的作用，导体中心的电流产生的磁场会在中心区域感应出电动势，产生涡流，这些涡流的方向与原电流相反，迫使电流往导体表面集中，从而形成趋肤效应。

膜包线，图片来源：骅鹰

当双线传输线的两根导线分别通过方向相反的交流电流时，各自产生的交变磁场相互在相邻的另一根导线上产生涡流。这种由相邻导线上的电流在本导线激发的涡流与本导线原有的工作电流叠加，使导体中的实际电流分布向截面中接近相邻导线的一侧集中，这就是邻近效应。

两者正是高频涡流损耗的来源。

高频工作环境下，膜包线不能单纯认为股数越多越好。因为高频时，虽然膜包线股数增多使得单根导体股径变小，趋肤效应会得到改善，但同时膜包线内部邻近效应会增强。在一些超高频（如 GHz 级别）的电子设备中，如小型通信基站的电感元件，如果膜包线股数过多，膜包线内部邻近效应导致的损耗可能会抵消趋肤效应改善带来的益处。所以需要仔细评估膜包线的工作频率与股数之间的平衡关系。

对于低频工作环境，膜包线股数对趋肤效应和邻近效应的影响相对较小。但也要考虑其他因素，如膜包线成本和机械强度等。如果在一些低频但对成本敏感的应用场景，如普通低频变压器，就没有必要选择股数过多的膜包线，避免不必要的成本增加。

高频涡流损耗机理与效应

对变压器、电感而言：

趋肤效应导致电流密度分布不均匀，从而引起损耗增加；

邻近效应引起进入导体磁通被抵消，从而引起磁通下降。

尤其是在电感中，邻近效应是主要的损耗来源。

膜包线的诞生和应用正是基于这一原理，同时其选型也受此制约。

没有绞的多股并联导线

以没有绞合的两根线为例，其首尾是相通的，施加外部磁场时，闭合回路中会产生感应电动势EMF，进而产生同方向的电流（红色部分），叠加原来的电流，会导致整个闭合回路出现不均流（I1＜I2），从而带来损耗增加。

所以没有绞合的多股膜包线是起不到降低损耗的效果的，哪怕股数再多也是。为了避免这个问题，膜包绞合线应用而生。

有绞的多股并联导线

绞合后，感应电动势相互抵消，在整个闭合回路中没有感应电动势，也就没有涡流，从而实现均流效果降低损耗。

这就是多股绞线的基本原理，通过绞合让电流均匀分布于每根导体。

所以，对于膜包线或者利兹线而言，影响其性能的主要就是股径、股数、绞距和绞制方式。

尤其是股径和股数，是膜包线最核心的两个参数。

那么，在选用过程中，膜包线股数是越多越好吗？答案是也不一定！

膜包线股径大小直接影响电流承载能力。较小的股径在高频下能有效减轻趋肤效应，但如果股径过小，可能无法满足所需的电流承载要求。例如在功率较大的电机绕组中，如果选用的股径过小的膜包线，可能会因为电流过载而发热，甚至损坏绝缘层。

膜包线股径和股数是相互关联的。在确定股径时，要结合股数一起考虑。当膜包线股数增加时，膜包线股径相应减小，需要评估这种变化对整体性能的综合影响，包括涡流损耗、机械强度等多个方面。

膜包线，图片来源：骅鹰

膜包线绞距对绞合线的性能有重要影响。合适的绞距能够更好地抵消感应电动势，实现均流效果。如果膜包线绞距过大，可能无法有效抵消感应电动势，导致涡流损耗增加；膜包线绞距过小，则可能会使绞合线过于紧密，影响其柔韧性和散热性能。比如在一些需要频繁弯曲的线路连接中，绞距过小的膜包线可能容易断裂。

不同的绞制方式（如正规绞合、复合绞合等）也会影响膜包线的性能。正规绞合结构简单，性能稳定，适用于大多数常规应用；复合绞合则可以通过不同的组合方式来满足特殊的性能要求，如抗干扰能力强等，但膜包线成本可能相对较高。在选用时要根据具体的应用场景和性能要求来选择膜包线合适的绞制方式。

膜包线，图片来源：骅鹰

在高频下，对每一根导体而言，由于单根导体股径变小，所以趋肤效应得到了很明显的改善。

但这时候，其他导体的磁场都会作用于这个导体，会产生感应电动势。

多股绞线涡流损耗机理

对于多股绞线的每一股而言，绞合后其他导体的电流会对其产生内部邻近效应，且股数越多，内部邻近效应越强。

多股绞线涡流分布比较

虽然趋肤效应降低了，但内部邻近效应增大，无法起到降损效果。所以在选用过程中，具体要怎么去平衡，就需要综合考虑产品的频率和股数、股径之间的关系。

膜包压方线，图片来源：骅鹰

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审核编辑 黄宇