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簡要分析變壓器用硅鋼片做鐵芯的原因及其優勢
鐵(tie)芯 2011-06-21

因為片(pian)狀鐵芯可以減(jian)小另(ling)外一種鐵損──“渦流(liu)(liu)損耗(hao)”。變壓器工作時,線圈中(zhong)有(you)交(jiao)變電(dian)(dian)流(liu)(liu),它產(chan)(chan)生的磁(ci)通當然(ran)是(shi)交(jiao)變的。這個變化的磁(ci)通在鐵芯中(zhong)產(chan)(chan)生感(gan)應電(dian)(dian)流(liu)(liu)。鐵芯中(zhong)產(chan)(chan)生的感(gan)應電(dian)(dian)流(liu)(liu),在垂直(zhi)于磁(ci)通方向(xiang)的平面內環流(liu)(liu)著,所以叫渦流(liu)(liu)。渦流(liu)(liu)損耗(hao)同樣使鐵芯發(fa)熱。

 變壓器為什么用硅鋼片做鐵芯?它的優勢:


常用的(de)變(bian)壓器(qi)鐵芯(xin)(xin)一般都是(shi)用硅(gui)鋼片制做(zuo)的(de)。硅(gui)鋼是(shi)一種合(he)硅(gui)(硅(gui)也稱矽)的(de)鋼,其含(han)硅(gui)量(liang)在0.8~4.8%。由硅(gui)鋼做(zuo)變(bian)壓器(qi)的(de)鐵芯(xin)(xin),是(shi)因為(wei)硅(gui)鋼本(ben)身是(shi)一種導磁(ci)能力(li)很強(qiang)的(de)磁(ci)性物質(zhi),在通電線圈中,它可(ke)以產生較大的(de)磁(ci)感應強(qiang)度,從而可(ke)以使變(bian)壓器(qi)的(de)體積縮小(xiao)。


我們知道,實際的變壓器總是在交流狀態下工作,伺服液壓缸功率損耗不僅在線圈的電阻上,也產生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”。
磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現象而產生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小,用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發熱程度大大減小。

既然硅鋼有上述優點,為什么不用整塊的硅鋼做鐵芯,還要把它加工成片狀呢?


這是因為片狀鐵芯可以減小另外一種鐵損──“渦流損耗”。變壓器工作時,線圈中有交變電流,它產生的磁通當然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產生感應電流。鐵芯中產生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內環流著,所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發熱。為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。


用做變壓器的鐵芯,一般選用0.35mm厚的冷軋硅鋼片,按所需鐵芯的尺寸,將它裁成長形片,然后交疊成“日”字形或“口”字形。從道理上講,若為減小渦流,硅鋼片厚度越薄,拼接的片條越狹窄,效果越好。這不但減小了渦流損耗,降低了溫升,還能節省硅鋼片的用料。但實際上制作硅鋼片鐵芯時。并不單從上述的一面有利因素出發,因為那樣制作鐵芯,要大大增加工時,還減小了鐵芯的有效截面。所以,用硅鋼片制作變壓器鐵芯時,要從具體情況出發,權衡利弊,選擇尺寸。