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电工小常识——变压器为什么用硅钢片做铁芯?

发布:2024-07-21 浏览:29

核心提示:高频变压器1000w升降变压器 常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制作的。硅钢是一种合硅(硅也称矽)的钢,其含硅量在0.8~4.8%。由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小。 我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也产生在交变电流磁化下的铁芯中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”。1、 磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在

高频变压器1000w升降变压器 常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制作的。
硅钢是一种合硅(硅也称矽)的钢,其含硅量在0.8~4.8%。
由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小。
我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也产生在交变电流磁化下的铁芯中。
通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”。
1、 磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在磁滞现象而产生的铁损,这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比。
硅钢的磁滞回线狭小,用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小,可使其发热程度大大减小。
图1:起始磁化曲线的一个例子 图1为表示铁心材料所处磁场H和铁心材料磁通密度B之间关系曲线的一个例子。
它显示了对完全没有磁化的铁心材料(消磁后的铁心材料,如铁)缓缓地增强磁场会发生怎样的变化,铁心材料开始被磁化了。
结果是铁心材料的磁通密度也逐渐增大。
此图为起始磁化曲线。
图2:磁滞回线如图2所示,同时包含BS和-BS这两个饱和点的曲线称为极限磁滞回线。
图3:局部磁滞回线如图3,不包含上述两个饱和点的曲线称为局部磁滞回线。
硅钢是易磁化易退磁的软磁材料,对于软磁材料,尽管磁导率较大(几十到几十万),矫顽力却很小。
也就是说,它们可以被磁体吸引,但它们之间不会相互吸引。
所以做变压器铁芯能减少磁滞损耗,减少发热量。
2、既然硅钢有上述优点,为什么不用整块的硅钢做铁芯,还要把它加工成片状呢?这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损──“涡流损耗”。
变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的。
这个变化的磁通在铁 芯中产生感应电流。
铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流。
涡流损耗同样使铁芯发热。
为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此 绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用。
用做变压器的铁芯,一般选用0.35mm厚的冷轧硅钢片,按所需铁芯的尺寸,将它裁成长形片,然后交叠成“日”字形或“口”字形。
从道理上 讲,若为减小涡流,硅钢片厚度越薄,拼接的片条越狭窄,效果越好。
这不但减小了涡流损耗,降低了温升,还能节省硅钢片的用料。
但实际上制作硅钢片铁芯时。
 并不单从上述的一面有利因素出发,因为那样制作铁芯,要大大增加工时,还减小了铁芯的有效截面。
所以,用硅钢片制作变压器铁芯时,要从具体情况出发,权衡 利弊,选择最佳尺寸。

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