電源技術與電子變壓器(參考版)
2024-08-11 00:59本頁面
【正文】 徐澤瑋（1936－），男，西安非晶科技股份有限公司總工程師，兼任《國際電子變壓器》雜志編輯委員會主任。在這里對這些文章和報導的作者表示感謝！同時，希望廣大讀者關注《國際電子變壓器》，我們今后將分別對電子變壓器的設計，制造，材料和應用進行綜述總結，供廣大讀者參考。 新軟磁材料和新磁芯結構在電子變壓器中的應用，不但推動了電子變壓器的發(fā)展，而且也推動了電源技術的發(fā)展。 電子變壓器在電源技術中起著重要作用。 5現在正在開發(fā)磁性液體磁芯可以實現這種設想，用工程塑料做成磁芯外殼，中間注入磁性液體，表面再用磁性片封住。 磁性液體磁芯 與晶閘管功率補償器和移相器相比，具有高次諧波少，電磁干擾小，控制電路簡單等特點。日本索尼公司已經用軟磁鐵氧體制成這種磁芯，叫SX形磁芯，并且已經用于各種電視機的開關電源，作為驅動變壓器，控制它的電感，使電路出現電壓諧振或者電流諧振，而實現軟開關條件。再接合在一起，就形成正交形磁芯。 正交形磁芯 可用于30kVA以上的大型變壓器。立體布置的三角形三相磁芯與平面布置的三柱式三相磁芯相比，磁通分布均勻，不會出現局部飽和，激磁電流和磁通的對稱性好?，F在可以用計算機控制磁芯剪切加工，已經有專用繞線機繞線。 立體布置的三角形三相磁芯，現在正在國內風行。 現有3％，用它們制造搭接式卷繞磁芯比非晶合金更容易。 搭接式卷繞磁芯最早用于非晶合金配電變壓器。 新磁芯結構在電子變壓器中的應用 證明在高頻和超高頻下，軟磁復合材料也可取代部分鐵氧體市場。磁導率在300MHz以下，都可達到16。 有人用鈷/二氧化硅（Co/SiO2）納米復合軟磁材料制作不同于薄膜的大尺寸磁芯。可以在大功率電源中代替硅鋼和軟磁鐵氧體。磁導率為100左右。 已經有人對大功率電源的電感器用軟磁復合材料——磁粉芯進行了開發(fā)研究。在100kHz下損耗低，已經代替軟磁鐵氧體和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φ13φ85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。 磁粉芯是軟磁復合材料的典型例子。因此，根據工作頻率可以進行調整。 缺點是由于磁性粒子之間被非磁性體分開，磁路隔斷，磁導率現在一般在100以內。軟磁復合材料是將磁性微粒均勻分散在非磁性物中形成的。 軟磁復合材料 4）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，經過5次彎折或拆卸，性能無顯著變化。 2）溫度穩(wěn)定性比軟磁鐵氧體好，在－55℃至150℃范圍內，磁性能變化5％～10％，而且可逆； 非晶納米晶合金經過20多年的推廣應用，已經證明其具有下述優(yōu)點： 在50kHz至100kHz電子變壓器中，～75W/kg，可以取代部分鐵氧體市場。 非晶納米晶合金在中高頻領域中，正在和軟磁鐵氧體競爭。日本預計在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。 根據以上比較，只要達到一定生產規(guī)模，鐵基非晶合金在工頻范圍內的電子變壓器中將取代部分硅鋼市場。硅鋼磁芯一般由變壓器生產廠制造。 6）鐵基非晶合金的磁致伸縮系數大，是硅鋼的3～5倍。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。如果考慮損耗，總的評估價為89％。用鐵基非晶合金磁芯，報價為2500元/臺；空載損耗6W，折合成人民幣360元；負載損耗110W，折合成人民幣880元，總的評估價為3740元/臺?！?，相當于人民幣6～。另一種方法是對鐵基非晶合金工頻變壓器的損耗降低瓦數，折合成貨幣進行補償。因此，國內一般人所認同的拋開變壓器的損耗水平，籠統(tǒng)地談論鐵基非晶合金工頻變壓器的重量、成本和價格，是硅鋼工頻變壓器的130％～150％，并不符合市場要求的性能價格比原則。 4）假定工頻變壓器的負載損耗（銅損）都一樣，負載率也都是50％。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）～，～。 2）～，～，同樣重量的鐵基非晶合金磁芯體積比硅鋼磁芯大。因此，妨礙疇壁運動和磁矩轉動的能量壁壘非常小，具有前所未有的軟磁性，所以磁導率高，矯頑力小，損耗低。一般人認為損耗小的原因是鐵基非晶合金帶材厚度薄，電阻率高。 鐵基非晶合金在工頻和中頻領域，正在和硅鋼競爭。 用這種方法的試驗結果表明，可以大大降低鐵氧體的制造能耗和成本。 現在國內生產的產品一般為10000左右。 Philips公司的3F4，3F45，3F5工作頻率都超過1MHz。TDK公司的PC50工作頻率為500kHz至1MHz。國內金寧生產的JP4E也達到300mW/cm3。 以100kHz，℃下的損耗為例，TDK公司的PC40為410mW/cm3，PC44為300mW/cm3，PC47為250mW/cm3。后兩個低是它的優(yōu)點，有利于進入高頻市場，現在正在努力擴展。 軟磁鐵氧體的特點是：飽和磁通密度低，磁導率低，居里溫度低，中高頻損耗低，成本低。 已用這種添加鉻的硅鋼制成25kHz開關電源用濾波電感器，鐵芯損耗為22W/kg，％硅鋼（36W/k
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