變壓器與磁性材料基本知識(shí)概述(編輯修改稿)
2025-01-19 01:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 屬于這種結(jié)構(gòu)，但由于其本身的屏蔽作用，漏磁及外磁場(chǎng)的影響均很小，在高頻變壓器中廣泛應(yīng)用 。 心式鐵芯用于功率較大的變壓器中，外磁場(chǎng)對(duì)其影響較小，用于小信號(hào)輸入變壓器可減少干擾。 環(huán)行鐵芯一般用于中頻、高頻變壓器中。這種結(jié)構(gòu)能充分利用鐵芯材料的磁性能。它的漏磁最小，外磁場(chǎng)對(duì)其影響也最小。 鐵芯的加工方法，一般可分為沖片式和卷繞式（金屬粉末及鐵氧體磁芯則是壓制或壓制燒結(jié)而成）晶石電子17 沖片鐵芯適用于鋼板（帶）厚度在 ，其工藝較簡(jiǎn)單，效率高，成本低。廣泛應(yīng)用于電源變壓器和音頻變壓器。列如 EI型殼式?jīng)_片鐵芯，目前用量最大，但是EI型沖片鐵芯由于一般尺寸小，剪切應(yīng)力對(duì)鐵芯材料的性能影響最大。另外， E型片的一部分必然與鋼板（帶）的取向方向垂直，若采用取向硅鋼板（帶）加工時(shí)，因各向異性的影響，磁性能較差。 卷繞鐵芯是用一定寬度的鋼帶在適當(dāng)形狀的芯子上連續(xù)繞制而成。由于剛帶的取向與磁通方向完全一致，因此鐵芯材料的性能得到充分發(fā)揮。用卷繞方法可以制造初 CD型、ED型、環(huán)型、 R型等種類磁芯。晶石電子18 線圈構(gòu)成變壓器的電路部分，是變壓器的基本組成部分。 線圈由若干個(gè)線組構(gòu)成，一個(gè)變壓器至少由兩個(gè)線組，各繞組之間是相互絕緣（自耦變壓器除外）。 線圈繞組間的絕緣及對(duì)鐵芯的絕緣，是保證變壓器正常工作的前提。根據(jù)不同的場(chǎng)合，線圈各繞組間的匝間、層間、繞組間及對(duì)鐵芯的絕緣要求也不同。 線圈的形狀主要是矩形或圓筒形，是依鐵芯截面形狀而定。它是用 導(dǎo)線在底筒或骨架上連續(xù)纏繞而成，一般為多層平繞式。 線圈中繞組間的配置十分重要，應(yīng)根據(jù)不同情況來確定。繞組分段繞制能減低其層間電壓，減小分布電容；交叉繞制能增強(qiáng)組間耦合，減小漏感。各種變壓器對(duì)線圈繞組的配置要求不同，例如：脈沖、音頻變壓器希望有較低的漏感和較小的分布電容；心式鐵心的電源變壓器要求兩鐵芯柱功率基本平衡，高壓變壓器則希望有較低的層間電壓和較均勻的電場(chǎng)分布。 晶石電子19 根據(jù)工作溫度、工作電流的大小，選擇不同牌號(hào)、不同規(guī)格的漆包線。漆包圓銅線，一般用于小電流，矩形截面的扁銅線，可用于大電流，對(duì)于由特殊要求的場(chǎng)合，例如直焊、熱粘合、高頻等，可選用相應(yīng)的導(dǎo)線材料。另外，要注意溶劑對(duì)漆包線的影響。 絕緣材料是變壓器的重要材料，是決定變壓器壽命的重要因素。應(yīng)根據(jù)變壓器的最高工作溫度，選擇相應(yīng)耐熱等級(jí)的絕緣材料。另外還要注意絕緣材料的介電常數(shù)、吸水性、耐電暈性及機(jī)械強(qiáng)度等。 變壓器及線圈一般都要浸漆處理，高壓變壓器和軍用變壓器往往用樹脂灌封，以增加絕緣和機(jī)械性能。晶石電子20二、常用材料 導(dǎo)電材料 凡是電阻率低的（ ρ=10 8 ～ 104 ） 材料可作導(dǎo)電材料，例如大量使用的銅材、鋁材就是導(dǎo)電材料。 高頻變壓器導(dǎo)線的選擇： 導(dǎo)線中由交流電通過時(shí)，因?qū)Ь€內(nèi)部和邊緣部分所交鏈的磁通量不同，導(dǎo)致導(dǎo)線截面上的電流產(chǎn)生不均勻分布，電流趨向表面，相當(dāng)于導(dǎo)線有效面積減少，這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。隨著工作頻率的提高，趨膚效應(yīng)影響也越大。 開關(guān)電源變壓器工作頻率一般在 20KHZ以上，選擇線徑時(shí)應(yīng)考慮到電流的趨膚效應(yīng)。所取線徑應(yīng)小于兩倍穿透深度。 穿透深度指的是由于趨膚效應(yīng)，交流電沿導(dǎo)線表面開始能達(dá)到的徑向深度。當(dāng)導(dǎo)線為圓導(dǎo)線時(shí)，穿透深度為： Δ H=（ 21) 式中： Δ H穿透深度（ mm）， f電流頻率（ HZ）例：電流頻率為 35KHZ,漆包圓銅線應(yīng)選多大線徑？ Δ H=（ mm) 故線徑應(yīng)用小于 的導(dǎo)線。 如果按電流密度選擇的線徑大于 ，則采用截面積相等的多股線。晶石電子21 絕緣材料 ⑴ 、什么是絕緣材料：凡電阻系數(shù)在 108～ 1020 范圍內(nèi)的物質(zhì)，稱為絕緣材料。絕緣體也叫電介質(zhì)；也叫非導(dǎo)體。 ⑵ 、絕緣材料的作用： 絕緣材料可以隔離帶電或 不同電位的導(dǎo)體，散熱冷卻，機(jī)械支撐，固定，儲(chǔ)能，滅弧，改善電位梯度，防潮防霉及保護(hù)導(dǎo)體。晶石電子22 磁性材料 大凡磁性材料器件其性能的關(guān)鍵都取決于所選用的磁性材料。所以變壓器或電感器的設(shè)計(jì)、制造包括應(yīng)用者，只有在對(duì)各類磁性材料在各種場(chǎng)合下的磁狀態(tài)及表征該狀態(tài)的磁參數(shù)有較為透徹的了解，并能靈活運(yùn)用時(shí)，他才可能成為本行業(yè)的佼佼者。當(dāng)然，任何一個(gè)產(chǎn)品涉及的知識(shí)是所方面的，其他相關(guān)知識(shí)也不可小視。一個(gè)新產(chǎn)品的成功開發(fā)，不少是得益于相關(guān)知識(shí)的靈感。打牢基礎(chǔ)，再博覽群書，是成功的必由之路，捷徑是沒有的。 ⑴ 磁性材料的分類： 把物體放在磁場(chǎng) H中，物體就被磁化了，其磁化強(qiáng)度 M（ 或磁通密度 B） 與 H的關(guān)系為： M=XH， B=181。0181。H= 181。0 （ H+M） 式中， X稱為物質(zhì)的磁化率， 181。稱為磁導(dǎo)率， 181。=1+H， 按 X或 181。的大小可把物質(zhì)分為三類：晶石電子23 1） X 0， 即 181。 1，這類物質(zhì)稱為抗磁性物質(zhì)，這類物質(zhì)的 M與 H方向反向。 2） X 0但 X 1， 但 181。 1， 稱為順磁性物質(zhì)，這類物質(zhì)的 M與 H， B與 H皆同向。 3） X與 181。皆 187。1， 這類物質(zhì)稱為鐵磁性物質(zhì)。具有鐵磁性（對(duì)鐵氧體屬亞鐵磁性）的材料就是磁性材料。注意：鐵磁性（或亞鐵磁性）物質(zhì) 當(dāng)溫度升高到某以溫度時(shí)就轉(zhuǎn)化為順磁性材料，該溫度叫居里溫度。 磁性材料可分成金屬磁性材料、鐵氧體磁性材料。金屬磁還可分為晶態(tài)合金（如我們經(jīng)常用到的硅鋼和坡莫合金）、非晶態(tài)合金（如鈷基非晶，鐵基非晶）及超微晶合金。金屬磁的居里點(diǎn) Tc及飽和磁通密度 Bs明顯高于鐵氧體，其電阻率 ρ 確卻大大低于鐵氧體。 磁性材料按其磁特性的特點(diǎn)，還可分為永磁（硬磁）、軟磁、旋磁、矩磁及壓磁材料。了解這些分類及各類的特性，才能正確使用磁性材料 晶石電子24 我司目前為止使用的都是軟磁材料，其中用作工頻變壓器的鐵芯都是硅鋼片，作硅鋼片的
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