電源技術(shù)與電子變壓器發(fā)表于電源論壇(參考版)
2025-06-28 13:48本頁面
【正文】 電子變壓器電源技術(shù)與電子變壓器8 / 8。新軟磁材料和新磁芯結(jié)構(gòu)在電子變壓器中的應(yīng)用，不但推動了電子變壓器的發(fā)展，而且也推動了電源技術(shù)的發(fā)展。 五、結(jié)語 電子變壓器在電源技術(shù)中起著重要作用。 ?。ㄋ模┐判砸后w磁芯 有人曾設(shè)想過，用注塑機加工變壓器磁芯，可以避免硅鋼磁芯沖片，熱處理，疊片，組裝等多道工序。日本東北大學(xué)和東北電力公司已經(jīng)用硅鋼制成這種磁芯，用于功率補償器和移相器，控制電力系統(tǒng)的有功和無功功率。可以用直流控制繞組控制正交形磁芯的電感。 ?。ㄈ┱恍未判? 把C型磁芯的一半旋轉(zhuǎn)90176。問題是各個柱的截面要形成接近圓形相當(dāng)困難，繞組平均匝長增加，負載損耗也會增加。國內(nèi)有5—6家企業(yè)在申請立體三角形磁芯變壓器的專利。最早出現(xiàn)立體三角形磁芯可追溯到20世紀(jì)30年代，但是，由于磁芯需要特殊剪切加工，線圈需要專用繞線機繞制，而未能推廣應(yīng)用。因此，搭接式卷繞磁芯有可能用于500VA以上的硅鋼電源變壓器，尤其是大容量整流電源和不停電電源中的硅鋼電源變壓器。它既有卷繞磁芯優(yōu)點，激磁電流小，空載損耗低，又可以打開裝卸線圈，消除一般卷繞磁芯的缺點，不需要用專用繞線機繞制線圈，生產(chǎn)效率提高，線圈出現(xiàn)問題時也便于更換和維修。證明在高頻和超高頻下，軟磁復(fù)合材料也可取代部分鐵氧體市場。磁導(dǎo)率在300MHz以下，都可達到16。 有人用鈷/二氧化硅（Co/SiO2）納米復(fù)合軟磁材料制作不同于薄膜的大尺寸磁芯。50Hz～20kHz損耗小，可制成100kg重量以上的大型的磁芯，而且在20kHz下音頻范圍，噪聲比環(huán)形鐵氧體磁芯降低10dB。在20kHz以下，磁導(dǎo)率基本不變。在100kHz下?lián)p耗低，已經(jīng)代替軟磁鐵氧體和MPP磁粉芯用于電感器中。K，873176。用硅樹脂作粘接劑，1％左右硬脂酸作潤滑劑，在2t/cm2壓力下，制成1385的環(huán)形磁芯，在氫氣中用673176。例如鐵硅鋁磁粉芯，％，％，剩余全為鐵。 磁粉芯是軟磁復(fù)合材料的典型例子。 軟磁復(fù)合材料的磁導(dǎo)率受到很多因素的影響，如磁性粒子的成分，粒子的形狀，尺寸，填充密度等。缺點是由于磁性粒子之間被非磁性體分開，磁路隔斷，磁導(dǎo)率現(xiàn)在一般在100以內(nèi)。軟磁復(fù)合材料是將磁性微粒均勻分散在非磁性物中形成的。 非晶納米晶合金經(jīng)過20多年的推廣應(yīng)用，已經(jīng)證明其具有下述優(yōu)點： （1）不存在時效穩(wěn)定性問題，納米晶合金在200℃以下，鈷基非晶合金在100℃以下，經(jīng)過長期使用，性能無顯著變化； ?。?）溫度穩(wěn)定性比軟磁鐵氧體好，在－55℃至150℃范圍內(nèi)，磁性能變化5％～10％，而且可逆； ?。?）耐沖擊振動，隨電源整機在30g下的振動試驗中，均未發(fā)生過性能惡化問題； ?。?）鐵基非晶合金脆性大大改善，帶材平整度良好，可以剪切加工，也可以制成搭接式卷繞磁芯，經(jīng)過5次彎折或拆卸，性能無顯著變化。在10kHz至50kHz電子變壓器中，≤25W/kg，因而，在大功率電子變壓器中有明顯的優(yōu)勢。日本預(yù)計在2005年就可以將FeMB系非晶合金工頻變壓器試制成功，并投入生產(chǎn)。 根據(jù)以上比較，只要達到一定生產(chǎn)規(guī)模，鐵基非晶合金在工頻范圍內(nèi)的電子變壓器中將取代部分硅鋼市常在400Hz至10kHz中頻范圍內(nèi)，即使有新的硅鋼品種出現(xiàn)。 8．鐵基非晶合金退火溫度比硅鋼低，消耗能量小，而且鐵基非晶合金磁芯一般由專門生產(chǎn)廠制造。因此，鐵基非晶合金工頻變壓器的噪聲為硅鋼工頻變壓器噪聲的120％，要大3～5dB。說明鐵基非晶合金抗電源波形畸變能力比硅鋼強。在這種情況下，鐵基非晶合金損耗增加到106％，硅鋼損耗增加到123％。 5．現(xiàn)在測試工頻電源變壓器磁芯材料損耗，是在畸變小于2％的正弦波電壓下進行的。如果不考慮損耗，單計算報價，5kVA鐵基非晶合金工頻變壓器為硅鋼工頻變壓器的147％。例如一個50Hz，5kVA單相變壓器用硅鋼磁芯，報價為1700元/臺；空載損耗28W，按60元人民幣/W計，為1680元；負載損耗110W，按8元人民幣/W計，為880元；則，總的評估價為4260元/臺?！∶客呖蛰d損耗折合成5～11美元，相當(dāng)于人民幣42～92元。國外提出兩種比較的方法，一種是在同樣損耗的條件下，求出兩種工頻變壓器所用的銅鐵材料重量和價格，進行比較。那么，要使硅鋼工頻變壓器的鐵損和鐵基非晶合金工頻變壓器的一樣，則硅鋼變壓器的重量是鐵基非晶合金變壓器的18倍。但是，即使重量重，對同樣容量的工頻變壓器，磁芯采用鐵基非晶合金的損耗，比采用硅鋼的要低70％～80％。 3．～，～。因此，妨礙疇壁運動和磁矩轉(zhuǎn)動的能量壁壘非常小，具有前所未有的軟磁性，所以磁導(dǎo)率高，矯頑力小，損耗低。 1．鐵基非晶合金的飽和磁通密度Bs比硅鋼低，但是，在同樣的Bm下，％硅鋼校一般人認(rèn)為損耗小的原因是鐵基非晶合金帶材厚度薄，電阻率高。 （三）非晶和納米晶合金 鐵基非晶合金在工頻和中頻領(lǐng)域，正在和硅鋼競爭。用這種方法的試驗結(jié)果表明，可以大大降低鐵氧體的制造能耗和成本。國外TDK公司的H5C5，Philips公司的3E9，分別達到30000和20000。 磁導(dǎo)率是軟磁鐵氧
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