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变压器材料铁芯的分类及用途


变压器的材料种类并不算多,大的方面也就只有那十几种。下面我们分别介绍一下生产变压器所使用的材料,标准及部份检验方法。

磁芯-CORE

铁芯从用途上分高、低频、COIL三种:

1.高频类:铁粉芯Ferrite core

Ferrite core用于高频变压器它是一种带有尖晶石结晶状结构的陶磁体,此种尖晶石为氧化铁和其它二价的金属化合物。如kFe2O4(k代表其它金属),目前常使用的金属有锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、镁(Ng)、铜(Cu)。

其常用组合如锰锌(Mn Zn)系列、镍锌 (Ni Zn)系列及镁锌(Mg Zn)系列。此种材具有高导磁率和阻抗性的物性,其使用频率范围由1kHz到超过200kHz。

2.低频类:硅钢片(LAMINATION)

硅钢片用于低频变压器,其种类很多,按其制作工艺不同可分为

A:锻烧(黑片)

N:无锻烧(白片)两种。

按其形状不同可分为:EI型、UI型、C型、口型。

口型硅钢片常在功率较大的变压器中使用,它绝缘性能好,易于散热,同时磁短路,主要用于功率大于500~1000W和大功率变压器中。

由两个C型硅钢片组成一套硅钢片称为CD型硅钢片,用CD型硅钢片制作的电源变压器在截面积相同的条件下,窗口愈越高,变压器功率越大。于铁芯两侧可以分别安装线圈,因此变压器的线圈匝数可分配在两个线包上,从而使每个线包的平均匝长较短,线圈的铜耗减小。另外如果把要求对称的两个线圈分别绕在两个线包上,可以达到完全对称的效果。

由四个C型硅钢片组成一套硅钢片称为ED型硅钢片。ED型硅钢片制成的变压器外形呈扁宽形,在功率相同的条件下ED型变压器比CD型变压器矮些,宽度大些,另外由于线圈安装在硅钢片中间,有外磁路, 因此漏磁小,对整体干扰小。但是它所有线圈都绕在一个线包上,线包较厚,故平均匝长较长,铜耗较大。

C型铁芯性能优异所制作之变压器体积小、重量轻、效率高,装配的角度来看,C型硅钢片零件很少,通用性强,因此生产效率高,但是C型硅钢片加工工序较多,作较复杂,需用专用设备制造,因而目前成本还较高。

我们主要使用的是EI型硅钢片。E型硅钢片又称壳型或日型硅钢片,它的主要优点是初、次级线圈共同一个线架,有较高的窗口占空系数(占空系数Km:铜线净截面积和窗口面积比);硅钢片对绕组形成保护外壳,使绕组不易受到机械伤损伤;同时硅钢片散热面积较大,变压器磁场发散较少。但是它的初次级漏感较大,外来磁场干扰也较大,此外,由于绕组平均周长较长,在同样圈数和铁芯截面积条件下,EI型铁芯的变压器所用的铜线较多。



硅钢片的厚度常用的有0.35mm、0.5mm两种。

硅钢片的组装方式有交叠法和对叠法两种。交叠法是将硅钢片的开口一对一交替地分布在两边,这种叠法比较麻烦,但硅钢片间隙小,磁阻小,有利于增大磁通,因此电源变压器都采用这种方法。对叠法常用于通有直流电流的场合,为避免直流电流引起饱和,硅钢片之间需要留有空隙,因此对叠法将E片与I片各放一边,两者之间的空隙可用纸片来调节

我们厂常用的有硅钢片材质有Z-11、H-18、H-50、H-14等,其中以Z-11硅钢片性能最好。通常表示方法(如图)





1. COIL类:分三种类型(如图3.2)。

A. TOROID环形铁芯:将O型叠片而成,或由硅钢片卷绕而成。此种铁芯对绕线来说非常不易。

B. ROD CORE棒状铁芯。

C. DRUM CORE:鼓形铁芯




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