变压器铁心材料的发展
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变压器铁心制造工艺探讨研究1. 引言1.1 背景介绍变压器是电力系统中不可或缺的设备,用于电压的升降和功率的传递。
而变压器铁心则是变压器的核心部件,承担着支撑线圈、传导磁力线等重要功能。
随着电力系统的发展和需求的提高,对变压器铁心的制造工艺也提出了更高的要求。
传统的变压器铁心制造工艺存在着一些问题,例如材料选择不合理、制造过程繁琐等,影响了变压器的性能和可靠性。
对变压器铁心的制造工艺进行深入研究和探讨,寻求优化的方案势在必行。
本文将围绕变压器铁心制造工艺展开探讨,探究材料选择、制造过程、工艺优化以及质量控制等方面的内容,旨在提高变压器铁心的生产效率和质量,满足电力系统对变压器的需求。
希望通过本文的研究,能够为变压器铁心的制造工艺提供一定的参考和借鉴,促进相关领域的发展和进步。
1.2 研究意义变压器作为电力系统中的重要设备,其性能直接影响着电力传输和分配的效率和稳定性。
变压器铁心作为变压器的核心部件之一,对于变压器的性能具有至关重要的影响。
对变压器铁心制造工艺进行探讨研究具有重要的意义。
通过深入研究变压器铁心制造工艺,可以探讨如何提高生产效率,降低制造成本,提高产品质量,从而促进变压器行业的发展。
对变压器铁心材料选择进行研究,可以指导生产厂家选择更合适的材料,提高产品的可靠性和使用寿命,确保电力系统的稳定运行。
对变压器铁心制造过程进行优化研究,可以提升生产工艺水平,减少资源浪费,降低能耗,实现可持续发展。
通过对变压器铁心质量控制的研究,可以确保产品品质稳定,提高市场竞争力,满足不同客户需求,推动行业发展。
研究变压器铁心制造工艺具有重要意义,对于促进行业技术进步和提高产品质量具有积极推动作用。
2. 正文2.1 变压器铁心制造工艺概述变压器铁心是变压器的核心部件,它直接关系到变压器的性能和稳定性。
变压器铁心制造工艺的质量直接影响着变压器的整体性能。
变压器铁心制造工艺概述主要包括材料预处理、冷冲压模、矫正、包装等工序。
变压器铁芯生产工艺变压器铁芯是变压器的重要部件,它主要用于传导磁通,起到集中磁感线、提高效率等作用。
下面我将介绍变压器铁芯的生产工艺。
首先,铁芯的原材料通常采用硅钢片,硅钢片具有较低的磁阻和磁滞损耗,能够有效地减小变压器的磁损耗。
硅钢片的材质选用厚度在0.3-0.35mm之间,硅含量介于2%到4.8%之间。
硅钢片一般由工厂定尺剪切而来,成型后的硅钢片需要经过表面处理,常见的处理方法有喷漆、氧化、镀锌等。
接下来,根据变压器的要求,需要将硅钢片叠压成特定的形状。
这个过程通常分为数个步骤,首先是剪切,将硅钢片剪切成所需的宽度和长度。
然后,通过冲裁机将硅钢片冲出特定形状的片材。
接着,将冲切的硅钢片进行整平和处理,以保证硅钢片的平整度和垂度。
接下来是铁芯的组装工序。
将冲切好的硅钢片按照规定的方式叠压在一起,通常采用交迭堆叠的方式。
在叠压的过程中,会在硅钢片的接触面上涂上合适的绝缘材料以增加绝缘效果。
同时,为了提高铁芯的稳定性和牢固性,可以采用环绕加压的方式。
在组装完毕后,还需要对铁芯进行焊接。
焊接的位置通常选在铁芯的两端和交叉区域,以确保铁芯的稳固性和连接性。
常用的焊接方法有点焊和电阻焊。
焊接完成后,还需要对焊点进行清理和防锈处理,以确保焊点的质量。
最后,对铁芯进行一些必要的测试和质检,以确保其符合设计要求。
常见的测试项目包括尺寸精度、表面质量、绝缘电阻、绝缘强度等。
只有通过测试的铁芯,才能投入到变压器的组装生产中去。
综上所述,变压器铁芯的生产工艺包括硅钢片的加工和处理、铁芯的叠压和焊接、以及对铁芯的测试和质检。
这些工艺环节都需要严格控制和操作,以确保铁芯的质量和性能。
磁性器件中磁芯的选用及设计开关电源中使用的磁性器件较多,其中常用的软磁器件有:作为开关电源核心器件的主变压器(高频功率变压器)、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖峰信号抑制器等。
不同的器件对材料的性能要求各不相同,如表所示为各种不同器件对磁性材料的性能要求。
(一)、高频功率变压器变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等。
变压器的设计公式如下:P=K*f*N*B*S*I×10-6T=hc*Pc+hW*PW其中,P为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积;B为工作磁感;I为电流;T为温升;Pc为铁损;PW为铜损;hc和hW为由实验确定的系数。
由以上公式可以看出:高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。
但B值的增加受到材料的Bs值的限制。
而频率f可以提高几个数量级,从而有可能使体积重量显著减小。
而低的铁芯损耗可以降低温升,温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。
一般来说,开关电源对材料的主要要求是:尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性,有些用途要求较高的矩形比,对应力等不敏感、稳定性好,价格低。
单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料磁性的要求有别于前述主变压器。
它实际上是一只单端脉冲变压器,因而要求具有大的B=Bm-Br,即磁感Bm和剩磁Br之差要大;同时要求高的脉冲磁导率。
特别是对于单端反激式开关主变压器,或称储能变压器,要考虑储能要求。
线圈储能的多少取决于两个因素:一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L,另一个是工作磁场Hm或工作电流I,储能W=1/2LI2。
这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率,常为宽恒导磁材料。
对于工作在±Bm 之间的变压器来说,要求其磁滞回线的面积,特别是在高频下的回线面积要小,同时为降低空载损耗、减小励磁电流,应有高磁导率,最合适的为封闭式环形铁芯,其磁滞回线见图所示,这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中。
中频变压器铁芯材料
中频变压器铁芯材料
中频变压器是一种重要的电子元器件,被广泛应用于计算机、通讯、汽车、工业控制等领域。
铁芯作为中频变压器的核心部件,起到了关键的作用。
铁芯材料的选择直接影响中频变压器的工作效率、能耗以及长期运行稳定性。
目前,常见的中频变压器铁芯材料有二氧化硅铁芯、氟化镍铁芯和氧化铁铁芯三种。
二氧化硅铁芯是一种传统的铁芯材料,具有高磁导率、低磁滞损耗等优点。
然而,由于其存在着高热膨胀系数、易湿润等缺点,二氧化硅铁芯的应用已经逐渐受限。
氟化镍铁芯是一种新型的铁芯材料,具有高磁导率、低磁滞损耗、低热膨胀系数、抗潮湿等优点。
尤其在高温环境下,氟化镍铁芯表现突出,有望成为中频变压器铁芯的主流材料。
氧化铁铁芯是一种焙烧后具有高磁导率、低磁滞损耗的铁芯材料。
相比于二氧化硅铁芯,氧化铁铁芯具有更低的热膨胀系数,因此在高温
环境下具有良好的稳定性和可靠性。
总的来说,不同的铁芯材料各有利弊。
现在,在新材料不断涌现和需求不断变化的情况下,如何选择最佳的铁芯材料,需要根据具体的应用场景和实际需求进行综合考虑。
同时,从环保的角度考虑,对铁芯材料的再利用和回收也有重要的意义。
干式变压器铁芯介绍英文回答:Dry-type transformers, also known as cast resin transformers, are a type of transformers that do not require the use of liquid coolant for heat dissipation. Instead, they use a solid insulation material, typically epoxy resin, to protect the windings and the core. The core of a dry-type transformer is made of laminated iron sheets, which are stacked together to form a closed magnetic circuit. This iron core is responsible for transferring the magnetic flux from the primary winding to the secondary winding.One advantage of dry-type transformers is that they are more environmentally friendly compared to oil-filled transformers. Since they do not contain any liquid coolant, there is no risk of oil leakage or contamination. This makes them suitable for indoor installations, where fire safety and environmental concerns are important. Dry-typetransformers are commonly used in commercial buildings, hospitals, data centers, and other locations where fire safety is a priority.Another advantage of dry-type transformers is their compact and lightweight design. The absence of liquid coolant allows for a smaller and lighter construction, making them easier to transport and install. This is particularly beneficial in areas where space is limited or where the transformer needs to be installed in a high-rise building. The compact design also allows for better heat dissipation, resulting in higher efficiency and lower operating temperatures.Dry-type transformers are also known for their excellent thermal performance. The solid insulation material used in these transformers has a high resistance to thermal degradation, ensuring long-term reliability and durability. Additionally, the absence of liquid coolant eliminates the risk of dielectric breakdown, which can occur in oil-filled transformers. This makes dry-type transformers suitable for applications with high ambienttemperatures or where frequent overloads are expected.In conclusion, dry-type transformers are a reliable and efficient solution for electrical power distribution. They offer several advantages, including environmental friendliness, compact design, and excellent thermal performance. These transformers are widely used in various industries and applications, providing a safe and efficient power supply.中文回答:干式变压器,也称为浇注树脂变压器,是一种不需要液体冷却剂进行散热的变压器。
变压器铁芯中磁通的变化
变压器是一种常见的电气设备,用于改变交流电的电压。
在变压器中,铁芯扮演着至关重要的角色,它能够有效地传导磁通并实现电压的传递和变换。
铁芯中磁通的变化对于变压器的性能有着重要的影响。
首先,当交流电流通过变压器的一侧线圈时,产生的磁场会在铁芯中形成磁通。
这些磁通会穿过铁芯并传导到另一侧的线圈中,从而产生感应电动势,从而实现电压的变换。
当输入电压改变时,铁芯中的磁通也会随之变化,这种变化可以通过磁通密度来描述。
其次,铁芯中磁通的变化会影响变压器的工作效率和性能。
当磁通密度增加时,铁芯中会产生磁滞损耗和涡流损耗,这会导致铁芯发热并影响变压器的效率。
因此,在变压器的设计中,需要充分考虑铁芯的材料和结构,以尽量减小磁通变化对性能的影响。
另外,铁芯中磁通的变化还会影响变压器的电磁兼容性。
磁通的变化会产生电磁辐射和干扰,可能影响周围的电子设备和通信系统。
因此,在变压器设计中,需要采取措施减小磁通变化对周围环境的影响,如采用屏蔽罩和减小磁通密度等方法。
总之,铁芯中磁通的变化对于变压器的性能和工作稳定性有着重要的影响。
在变压器的设计和应用中,需要充分考虑铁芯中磁通的变化规律,以确保变压器能够稳定、高效地工作。
铁芯的作用
铁芯是电力变压器和电感器最重要的部分之一,用于增强电磁感应效果、提高电能转换效率。
它是由铁、硅和铝等材料制成的磁性材料。
铁芯的作用在于提供一个磁路,使磁通线能够有效地穿过线圈,从而实现电能的传输和转换。
铁芯的主要作用之一是增强磁通。
在电力变压器和电感器中,线圈中产生的磁场要通过铁芯传递到外部,铁芯能够有效地集中和增强磁场。
铁的磁导率较高,因此使用铁芯能够减少磁场的漏磁,提高磁通密度,使电能传输更加高效。
另一个重要的作用是减少能量损耗。
当交流电流通过线圈时,会在铁芯中产生涡流和焦耳热,这会导致能量损耗。
为了减少这种损耗,通常在铁芯表面涂覆一层绝缘漆或安装一个绝缘环,这样能够有效地降低涡流和焦耳热的产生。
铁芯的材料也要选择具有低电阻和低磁滞损耗特性的材料,以进一步减少能量损耗。
除了以上两个作用,铁芯还能够提高变压器的耐压性能。
当发生过电压冲击时,铁芯能够提供额外的磁场导向和支撑,防止绝缘击穿,确保设备的安全运行。
此外,铁芯还能够起到屏蔽作用。
在高频电磁场中,铁芯能够吸收和屏蔽磁场,减少对周围环境和其他电子设备的影响。
总的来说,铁芯在电力变压器和电感器中起着至关重要的作用。
它能够增强磁通、提高转换效率,减少能量损耗,提高耐压性
能,同时还能起到屏蔽作用。
因此,在设计和制造这些设备时,必须选择合适的铁芯材料和结构,以确保设备的效率和可靠性。
变压器铁芯材料选择在电力系统中,变压器是一种重要的电力设备,用于调整电流的电压或频率。
而变压器的铁芯材料选择对其性能和效率有着重要的影响。
本文将探讨变压器铁芯材料的选择问题。
1. 引言变压器是电力系统中常见的设备,它将高电压转换为低电压(或相反),以便在输电和分配中传输电能。
变压器的性能直接取决于其铁芯材料的选择,铁芯材料的优劣将直接影响变压器的损耗和效率。
2. 铁芯材料的要求铁芯材料是构成变压器重要组成部分的电磁材料,主要用于传导和集中磁场。
因此,选择合适的铁芯材料必须满足以下要求:2.1 高磁导率:铁芯材料应具有较高的磁导率,以便有效地传导磁场。
2.2 低磁滞损耗:铁芯材料的磁滞损耗应尽可能小,以减少能量损失。
2.3 低剩磁:铁芯材料在磁场消失时应具有低剩磁,以避免变压器损耗和噪音。
2.4 良好的导热性:良好的导热性可以帮助散热,减少变压器的温升。
2.5 低成本:铁芯材料应具有相对较低的成本,以降低变压器的制造成本。
3. 可选的铁芯材料根据上述要求,以下是几种常见的变压器铁芯材料选择:3.1 硅钢片:硅钢片是最常用的变压器铁芯材料之一。
硅钢片具有高磁导率、低磁滞损耗和低剩磁,同时也具有较好的导热性能。
此外,硅钢片成本相对较低,易于加工和制造,在变压器领域被广泛采用。
3.2 钎焊铁粉:钎焊铁粉是一种高导磁性材料,具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
相比硅钢片,它的导热性能较差,但成本较低,适用于一些较小功率或经济性要求较高的变压器。
3.3 钙硅钢片:钙硅钢片是一种经过特殊处理的硅钢片,通过添加少量的钙和硅元素来提高其磁导率和磁滞损耗特性。
这种材料相对于普通硅钢片具有更高的导磁性能,但也伴随着更高的成本。
3.4 铸铁:铸铁是一种低成本的铁芯材料,但其磁导率较低,磁滞损耗和剩磁相对较高,不适用于高要求的变压器。
4. 铁芯材料选择的考虑因素在选择合适的铁芯材料时,还需要考虑以下因素:4.1 功率和应用场景:不同的变压器功率和应用场景对材料的要求不同,需根据实际需求选择合适的铁芯材料。
变压器的材料变压器是电力系统中常见的电气设备,它起着电压变换和功率传递的重要作用。
在变压器的制造过程中,材料的选择对其性能和使用寿命有着至关重要的影响。
本文将就变压器的材料进行探讨,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
首先,变压器的铁芯材料是至关重要的一部分。
铁芯是用来传导磁通的材料,通常采用硅钢片或非晶合金。
硅钢片具有低磁滞、低铁损和高导磁性能的特点,是目前应用最广泛的变压器铁芯材料。
而非晶合金由于其高导磁饱和磁感应强度和低损耗特性,也逐渐成为变压器铁芯的重要选择。
其次,绕组材料也是影响变压器性能的关键因素之一。
绕组材料通常采用铜或铝,铜的导电性能优于铝,但成本也更高。
在一些高端变压器中,为了提高效率和减小损耗,会选择采用铜绕组。
而对于一些小型变压器或成本敏感的应用中,铝绕组则成为了更经济的选择。
此外,绝缘材料也是变压器中不可或缺的一部分。
绝缘材料的选择直接关系到变压器的绝缘性能和安全性。
常见的绝缘材料包括纸张、绝缘漆布、绝缘纸板等。
这些材料具有较好的绝缘性能和机械强度,能够有效地保护绕组和铁芯,确保变压器的正常运行。
最后,外壳材料也是变压器的重要组成部分。
外壳材料通常采用钢板或铝板,其主要作用是保护变压器内部结构,防止外界环境对变压器的影响。
同时,外壳材料的选择也需要考虑到散热性能和防腐性能,以确保变压器能够在各种恶劣环境下正常运行。
综上所述,变压器的材料选择直接关系到其性能和使用寿命。
铁芯材料、绕组材料、绝缘材料和外壳材料都是变压器中不可或缺的部分,它们的选择需要综合考虑变压器的工作环境、功率等级和成本等因素。
只有合理选择和搭配这些材料,才能保证变压器的高效、稳定运行,为电力系统的安全运行提供保障。
第1篇一、引言变压器是电力系统中不可或缺的设备,其作用是将高压电能转换为低压电能,以满足各类用电设备的需要。
随着我国电力工业的快速发展,变压器制造技术也得到了长足的进步。
本文将从变压器制造工艺的各个方面进行详细介绍,包括材料选择、结构设计、制造过程、质量控制等。
二、材料选择1. 硅钢片:硅钢片是变压器铁芯的主要材料,其性能直接影响变压器的损耗和效率。
优质硅钢片应具备以下特点:低损耗、高导磁率、良好的机械性能和耐腐蚀性。
2. 铝或铜:变压器绕组通常采用铝或铜作为导线材料。
铝具有重量轻、成本低、导电性能好等优点,但机械强度较差;铜具有较高的导电性能和机械强度,但成本较高。
3. 绝缘材料:绝缘材料是保证变压器正常运行的重要部分,包括绝缘纸、绝缘漆、绝缘油等。
绝缘材料应具备良好的绝缘性能、耐热性能、耐油性能和耐老化性能。
4. 其他材料:变压器制造过程中,还需要使用各种辅助材料,如绑带、垫圈、螺栓等,这些材料应具备良好的机械性能和耐腐蚀性。
三、结构设计1. 铁芯:铁芯是变压器的磁路部分,由硅钢片叠压而成。
铁芯结构设计应满足以下要求:高导磁率、低损耗、良好的散热性能。
2. 绕组:绕组是变压器的电路部分,由导线绕制而成。
绕组设计应满足以下要求:足够的导电性能、良好的绝缘性能、合理的几何尺寸。
3. 外壳:外壳是变压器的保护部分,通常采用钢板或铸铁制成。
外壳设计应满足以下要求:足够的强度、良好的密封性能、便于安装和维护。
四、制造过程1. 铁芯制造:首先将硅钢片剪切成所需尺寸,然后进行叠压,叠压过程中应注意硅钢片的清洁和整齐。
叠压完成后,进行去毛刺、校平、涂漆等工序。
2. 绕组制造:根据设计图纸,将导线绕制在绕线机上,绕制过程中应注意线圈的均匀性、绝缘层的厚度和绝缘性能。
3. 组装:将铁芯、绕组、外壳等部件进行组装,组装过程中应注意各部件的尺寸和位置,确保变压器结构的稳定性。
4. 热处理:对变压器进行热处理,以提高其机械性能和耐腐蚀性能。
非晶磁环磁芯铁芯简介非晶磁环磁芯铁芯是一种特殊的磁性材料,具有许多优异的特性。
本文将详细介绍非晶磁环磁芯铁芯的结构、特性及其应用领域,并探讨其未来的发展趋势。
结构非晶磁环磁芯铁芯是由非晶磁性材料制成的,其结构呈现出非晶态,即没有晶粒结构。
这种材料的制备过程是通过迅速冷却导致原子无法有序排列,从而形成非晶态结构。
非晶磁环磁芯铁芯通常呈环状或带状,其截面形状可以是圆形、矩形或其他形状。
特性非晶磁环磁芯铁芯具有许多独特的特性,使其在电力电子和电子器件领域具有广泛的应用潜力。
下面是该材料的一些主要特性:1.高饱和磁感应强度:非晶磁环磁芯铁芯具有比传统晶体磁性材料更高的饱和磁感应强度,这意味着它能够在更高的磁场下工作,提供更大的磁感应强度。
2.低磁滞损耗:该材料具有较低的磁滞损耗,这意味着在交变磁场下,能量损耗较小,有助于提高电路的效率。
3.宽频率响应范围:非晶磁环磁芯铁芯的频率响应范围宽广,能够适应不同频率的信号处理,使其在高频应用中具有优势。
4.优异的热稳定性:非晶磁环磁芯铁芯具有优异的热稳定性,能够在高温环境下保持稳定的磁性能,从而使其在高温电子器件中具有广泛的应用潜力。
应用非晶磁环磁芯铁芯在许多领域中都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用领域:电力电子非晶磁环磁芯铁芯广泛应用于变压器、电感、滤波器等电力电子设备中。
其优异的磁性能使得电力电子设备的效率得到提高,并且能够在小型化的设计中提供更大的功率密度。
电动车充电桩非晶磁环磁芯铁芯在电动车充电桩中被用作传感器和滤波器。
其高饱和磁感应强度和低磁滞损耗有助于提高充电桩的效率和稳定性。
电子器件非晶磁环磁芯铁芯广泛应用于电子器件中,如继电器、传感器、计算机硬盘驱动器等。
其宽频率响应范围和热稳定性使其能够适应不同应用的需求,并保持稳定的性能。
新能源领域非晶磁环磁芯铁芯在新能源领域中也有广泛的应用,例如太阳能发电、风力发电等。
其高饱和磁感应强度和优异的热稳定性使其成为转换器和逆变器等关键部件的理想选择。
变压器铁芯工艺流程1.原料准备:变压器铁芯的主要材料是冷轧硅钢片。
冷轧硅钢片具有较高的磁导率和较低的损耗,可有效减少变压器的能量损耗。
原料通常以钢卷的形式供应,并需要经过剪切机械设备将其切割成合适的尺寸。
2.表面处理:冷轧硅钢片在生产过程中通常会附着一层氧化皮,这会影响材料的导磁性能。
因此,铁芯表面需要进行预处理。
常见的表面处理方法包括酸洗、喷砂和打磨等。
这些方法可以去除氧化皮和表面缺陷,提高材料的导磁性能。
3.分条:冷轧硅钢片按照变压器设计要求的宽度进行分条。
分条可以使用剪切机械将钢卷切割成窄条状的硅钢片。
分条的目的是为了制备下一步的叠压工艺。
4.叠压:分条后的硅钢片按照设计要求叠压在一起。
叠压是通过卷绕机将硅钢片叠压在一起,形成铁芯的平行铁心部分。
在叠压的过程中,需要注意硅钢片的排列方向,以使得磁通线尽可能平行于硅钢片的轧材方向。
5.翻页和制桩:叠压完毕后,需要进行翻页操作。
翻页是将铁芯的叠压部分翻转180度,以使每层的磁通线方向相互垂直。
翻页后,需要进行制桩操作。
制桩是将铁芯的两侧用不导磁材料压紧,以增加铁芯的机械强度和固定性。
6.热处理:叠压完毕的铁芯需要经过热处理来改变材料的磁性能。
常用的热处理方法包括退火和硅钢行走炉处理。
热处理的目的是消除材料内部应力,提高导磁性能和减少铁芯损耗。
7.加工:热处理后的铁芯需要进行进一步的加工。
常见的加工步骤包括切割、精磨和修整等。
切割是为了获得所需的尺寸和形状。
精磨是为了提高表面的光洁度和平整度。
修整是为了去除边缘的毛刺和凸起部分,以提高铁芯的质量。
8.表面涂层:最后,铁芯需要进行表面涂层来保护其免受环境的侵蚀。
常见的表面涂层材料包括漆膜、喷漆和热浸锌等。
以上就是变压器铁芯工艺流程的详细介绍。
从原料准备到最终的表面涂层,各个步骤都需要严格执行,以确保铁芯具有优良的导磁性和机械性能。
同时,工艺流程中也需要注意环境保护和安全生产,避免对环境和工人造成伤害。
变压器原材料变压器是电力系统中常见的电气设备,它可以将电压从一种电压级别转换到另一种电压级别。
而变压器的性能和质量很大程度上取决于其原材料的选择和使用。
在变压器的制造过程中,原材料的选择至关重要,下面我们就来详细了解一下变压器的原材料。
首先,变压器的主要原材料之一是硅钢片。
硅钢片是变压器铁芯的主要材料,它具有低磁滞、低损耗和高导磁性能的特点。
这些特性使得硅钢片成为制造变压器铁芯的理想材料。
在选择硅钢片时,需要考虑其磁导率、损耗和饱和磁感应强度等性能指标,以确保变压器的高效运行。
其次,绕组材料也是变压器的重要原材料之一。
绕组材料通常采用漆包线或漆包铜线,它们具有良好的导电性能和绝缘性能。
漆包线是一种以聚酰胺表面涂覆有绝缘漆的铜线,它能够有效地防止线圈之间的短路和绝缘击穿。
漆包线还具有良好的耐热性和耐腐蚀性,适用于变压器长期稳定运行的要求。
另外,变压器的绝缘材料也是至关重要的原材料。
绝缘材料通常采用绝缘纸、绝缘胶带和绝缘漆等。
这些材料能够有效地阻止电流的泄漏和绝缘击穿,保证变压器的安全稳定运行。
在选择绝缘材料时,需要考虑其耐压强度、耐热性和耐腐蚀性等性能指标,以确保变压器在高压、高温环境下仍能可靠运行。
此外,变压器的外壳材料也是制造过程中不可忽视的原材料。
外壳材料通常采用钢板或铝合金板,它们具有良好的机械强度和耐腐蚀性能。
外壳材料的选择需要考虑其防护等级、防腐蚀性和外观要求,以确保变压器在恶劣环境下仍能安全可靠地运行。
总的来说,变压器的原材料选择对于其性能和质量至关重要。
硅钢片、绕组材料、绝缘材料和外壳材料是变压器制造过程中不可或缺的材料,它们的选择直接影响着变压器的工作效率、安全性和可靠性。
因此,在变压器制造过程中,需要严格控制原材料的质量,确保其符合设计要求,以保证变压器的高效稳定运行。
《装备维修技术》2021年第12期—307—高频变压器铁芯材料磁特性测试及对比分析薛 倩 唐棣汀 方坤荣(中车大连机车车辆有限公司,辽宁 大连 116000)1.引言近年来,供电变压器正向着大功率、轻量化的方向发展。
目前使用的工频变压器,技术已相对成熟,进一步提升优化的空间相对有限,无法满足轻量化的发展要求。
而高频变压器以其体积小、重量轻等特点,逐渐开始受到人们的关注。
如果直接将工频变压器设计方法应用到高频变压器的设计中去,由于高频环境的特殊性,会使得涡流引起的肌肤效应和邻近效应明显增加,从而增大了绕组及铁芯的损耗。
因此,在进行高频变压器设计时需要采用特有的材料和设计方法。
2.铁芯材料磁特性测试2.1磁性材料特性的测量方法及原理本文研究的磁芯特性简单来说就是测量磁性材料受外磁场激励而磁化的特性,是待测材料的磁化特性而非激励源磁场特性。
在工程上,按照测量磁性材料交变磁特性可分为以下几类:(1)爱泼斯坦方圈法和环形样件法、(2)二维单片测量法、(3)三维磁特性测试方法。
磁性材料的特性是关系到大功率高频高压变压器研究成败的关键因素之一。
在设计变压器时选择磁芯材料的主要参数有:饱和磁通密度、剩余磁通密度、初始磁导率、最大磁导率、矫顽力、电阻率、磁芯损耗和居里温度等。
本文采用环形样件法,测量高频变压器磁芯的基本磁化曲线及磁芯损耗曲线。
2.2.高频磁性材料的特性测试本文中的磁芯特性实验选取的是圆环状磁芯,图1(a)是磁芯结构图,其中,A:磁环的外径,B:磁环的内径,C:磁环的高度。
实验材料包括铁氧体、非晶合金和纳米晶材料,铁氧体和纳米晶材料的磁芯圆环实物图为图1(b)和图1(c)。
图1 a 圆环状磁芯结构 b 铁氧体圆环磁芯 c 纳米晶圆环磁芯铁氧体圆环状磁芯尺寸:A 为51.34mm,B 为30.54mm,C 为19.82mm;非晶合金圆环状磁芯尺寸:A 为63mm,B 为50.04mm,C为25.12mm;纳米晶材料圆环状磁芯尺寸:A 为62.66mm,B 为50.26mm,C 为26.56mm;图4为环形样测量仪,按照图4搭建实验电路,由宽带功率信号发生器、取样电阻、示波器(包括高压探头)和环形磁芯试样组成。
研制开发非晶合金铁芯变压器可行性报告【摘要】本文研究分析了非晶铁芯变压器进行研制开发的意义、节能与经济效果以及非晶合金铁芯变压器在国内外生产概况及其未来的发展前景。
【关键词】非晶合金铁芯变压器;经济效果;分析1.研制开发非晶合金铁芯变压器的目的和意义随着现代科学技术的发展,变压器产品结构形势也在不断地更新,就配电变压器而言在八十至九十年代有s9型更新为s11型。
而当前由于具有现代科技前沿霞的非晶合金铁芯的诞生与应用,为配电变压器产品的在一次更新提供了条件。
非晶合金铁芯是一种采用现代加工技术“喷铸”工艺手段扎制而成。
其最为显著的特点是超薄超硬,每公斤单耗在50hz时只有0.18w,与当前市场上能够采购到的0.27-0.3mm优质冷轧硅钢片相比,每公斤单耗的降低幅度在80%以上。
由此可见,积极推广应用非晶合金铁芯制造配电变压器的铁芯替代当前普遍使用的冷轧硅钢片是摆在变压器制造业和采购应用变压器产品的电力、石油、矿山、建筑等用电多、耗电量大的行业和企业面前的大事,也是全面贯彻落实国务院提出的“节能减排”大政方针的具体表现。
为了使各级领导与决策者深入具体了解各种规格配电变压器采用非晶合金铁芯的节能效果,在下表中列出常用规格产品的国家标准或行业标准规定的空载特性对比数据。
通过数据对比看出sh15型非晶合金铁芯变压器的空载损耗比s9型变压器降低幅度在73-76%之间。
很显然大力推广应用非晶合金铁芯配电变压器是在电力配电网中实现节约电能的非常有效切实可行的措施。
2.经济效果分析经过对非晶合金铁芯变压器的空载特性同s9型s11型产品的对比分析,清楚的了解到sh15型非晶合金铁芯变压器的高效节能效果。
那么这种节能特点是非晶合金铁芯变压器所具有的优越性的一个方面。
通过制造厂和用户单位除考虑产品应有的良好性能之外,还要考虑经济效果及回报率。
为此下面就以常用规格产品的10kv-50kva非晶合金变压器为例分析该产品的经济效果。
变压器铁芯材料变压器是电力系统中常见的电气设备,其作用是通过电磁感应原理,将电压从一个电路传递到另一个电路,以实现电压的升降。
而变压器的核心部分就是铁芯材料,它对变压器的性能起着至关重要的作用。
首先,我们来介绍一下变压器铁芯材料的种类。
目前,常见的变压器铁芯材料主要包括硅钢片、铝合金和铜合金等。
硅钢片因其低磁滞、低铁损等特点,被广泛应用于变压器的铁芯制造中。
铝合金和铜合金则因其良好的导热性能,适合用于高频变压器的铁芯材料。
其次,我们需要了解变压器铁芯材料的性能要求。
首先是磁导率,即材料对磁场的导磁能力。
高磁导率可以减小铁芯的截面积,从而降低变压器的体积和重量。
其次是磁饱和磁感应强度,即材料在磁场作用下磁化到饱和时的磁感应强度。
磁饱和磁感应强度越高,铁芯材料的磁化能力就越强,从而提高了变压器的工作效率。
此外,铁芯材料的磁滞回线特性、铁损和涡流损耗等性能指标也是影响变压器性能的重要因素。
在实际应用中,我们需要根据变压器的具体工作条件和要求来选择合适的铁芯材料。
一般来说,对于低频变压器,我们常采用硅钢片作为铁芯材料,因为硅钢片具有较高的磁导率和较低的磁滞回线特性,适合用于低频磁通密度较大的场合。
而对于高频变压器,铝合金和铜合金则更适合,因为它们具有良好的导热性能和较高的磁饱和磁感应强度,能够满足高频变压器对铁芯材料的要求。
总的来说,变压器铁芯材料是影响变压器性能的关键因素之一。
选择合适的铁芯材料可以有效提高变压器的工作效率,减小体积和重量,降低能耗,从而更好地满足电力系统的需求。
因此,在变压器设计和制造中,我们需要充分考虑铁芯材料的种类和性能要求,以确保变压器的稳定可靠运行。
变压器铁心材料的发展
变压器铁心材料的发展
创建时间:2008-08-02
第一节铁心用软磁材料
铁心是电机、变压器的重要部件。电机、变压器铁心对材料
的基本要求是,在一定频率及磁通密度下具有低的铁心损
耗,和在一定磁场强度下具有高的磁通密度。在电机、变压
器的发展过程中,曾经采用和目前应用的铁心材料有:1.纯
铁、软钢和无硅钢;2.硅钢片;3.铁镍合金(坡莫合金);4.
铁铝合金;5.非晶态合金;6.微晶合金。下面分别介绍这些
材料的发展情况。
纯铁、软钢及无硅钢
最早的电机铁心是直棒形或马碲形的纯铁棒。1837年,斯特
金(,1783~1850)首先用纯铁丝制作电机铁心。1870年,
A.佩勒斯等人首先用软铁片制作铁心。1879年,爱迪生发明
软钢片叠成的铁心。
最早的变压器铁心(感应线圈铁心)是用铁棒做成的,后来
又改用铁丝制作铁心。1885年,匈牙利岗茨工厂开始采用薄
铁带作变压器铁心;1887年,岗茨工厂出现用软铁片叠成的
变压器铁心。19世纪90年代及以后,用软铁片叠成的变压
器铁心逐渐推广。同时一些工厂用软钢片取代软铁片,制成
变压器铁心。
但是,在19世纪末及20世纪初,用软铁或软钢制造的铁心
存在三大问题。一是当时薄铁片(薄钢片)的价格昂贵,制
约了它的推广;二是铁心损耗大,发热严重;三是“
铁心老化”问题曾使许多人伤透脑筋,人们发现,电
机、变压器运行一段时间后,铁心损耗迅速增加,发热更为
严重,迫使人们有时不得不更换铁心或整台电机、变压器,
这一问题给当时迅速发展的交流系统投下了巨大的阴影。针
对“铁心老化”问题,许多人进行了大量的研究、
试验工作,直到1895年才基本搞清了它的机理,知道影响
铁心老化的主要因素是运行温度。
总之,由于软铁或软钢具有导磁性高,矫顽力低、价格低廉、
工艺性好等优点,因此在1900年硅钢片发明前及20世纪初
一段时间里,电机、变压器铁心多是采用热轧低碳软钢片或
电磁纯铁片冲制而成的。但是,软铁及软钢存在电阻率低、
涡流损耗大,特别是“铁心老化”严重等先天不
足,因此在硅钢片实现工业化生产后,逐渐退出了大部分电
机及变压器铁心领域。
尽管如此,人类仍孜孜不倦地对软铁、软钢进行改进。特别
是希奥弗(Cioffi)和因森(Yensen)研究发现,纯铁在高温
氢中进行除杂质处理后可以显着改善磁性能,使纯铁的u0
达到20000,um达到340000。1940年后许多国家又推广真
空冶炼法,改进轧制和热处理工艺、使软铁、软钢的性能有
所改善,使它们在硅钢片风行全球的时候仍在某些小型电机
变压器铁心中有所应用。特别是从50年代末期开始,情况
开始发生变化。美、日、苏、英等从经济性和实际用途考虑,
采用新的冶炼、轧制退火工艺,又开始大力发展冷轧无硅低
碳电工钢片和电磁纯铁电工片。美国从50年代末期开始用
无硅电工钢片取代一般的低硅钢片,用于生产日用电器、分
马力电机和一部分小电机,1972年,美国无硅钢片的用量已
占电工钢片总量的50%。苏联60年代后开发出ЭO00~Э
O300牌号的无硅钢片,推广用于小型电机、电器中;英国无
硅钢片发展很快,80年代初的产量与硅钢片持平;日本无硅
钢片使用较少,一些不太重要的产品则多采用低级硅钢片。
无硅电工钢片具有价格低、冲制性能好、磁感高等优点,其
最明显的缺点是损耗太高,从而大大限制了它的应用场合,
所在在70年代能源危机后,无硅钢片的生产又逐渐回落。
2硅钢片
1822年,着名瑞典化学家伯尔瑟利乌斯(,1778~1848)首
先制取出了硅(Si)。1889年,英国人巴莱特()、布朗()
和哈德菲尔德()开始研究各种二元系和三元系合金的磁性
能和电气性能。他们在研究中发现,在软钢中加入硅(Si),
可以提高钢的电阻系数,降低钢的涡流及磁滞损耗,而且钢
片的衰老现象也有改善。1900年,他们在《》上发表文章,
介绍了研究成果,引起人们注意。1903年,美国开始生产这
种加有硅的钢片,并称它为“Stalloy”(硅钢片)。
同年,德国也开始生产硅钢片。不久,法国、英国、意大利
等也开始生产硅钢片,苏联在1915年、日本在1924年开始
生产硅钢片。
热轧硅钢片
早期硅钢片是热轧硅钢片,含硅量较低,一般Si含量为1~
2%(B级),多用于电动机中。以后硅含量增加,1929年日
本开始生产变压器用T级硅钢片(Si含量4~%)。由于早期
生产工艺不成熟,硅钢片的损耗较高。图1为1932年热轧
硅钢片的损耗-磁通密度(W-B)曲线。1954年,开始制造采
用焊接工艺将硅钢板焊成卷状的硅钢片,从而使连续加工成
为可能。
图1 1932年热轧硅钢片的损耗(W)-磁通密度(B)曲线
(B级含Si1~2%;T级含Si4~%)
1954年后,随着冷轧硅钢片的出现,热轧硅钢片产量逐渐降
低。美国60年代停止热轧硅钢片生产,1967年日本停止生
产热轧硅钢片,英国、法国也于70年代淘汰了热轧硅钢片。
美国、英国、日本30、40年代热轧硅钢片的性能比较见表1。
美国 Alieg-heny
Arma-ture
Elect-rical
Dynamo
Super Dynamo
Dynamo Special
Transf
"D"
Transf
"C"
Transf
"B"
Transf
"A"
Transf
"A-1"
Transf
"AA"
Armco
Arma-ture
Electric
Special
Electric Interm-ediate
Transf Trancor
2
Trancor
3
Trancor
4 Trancor
6
AISI
M-43 M 36
M-27 M-22 M-19
M-17
M-15 M-14
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
15,400
16,300
17,330
15,300
14,300
15,120
16,200 15,050
15,850 14,750
15,650
14,450
15,150
16,600
14,450
15,150
16,600 14,000
14,780
15,600
固有电阻率
μΩcm
22
28
45 53 54
65
68 68
含硅量
%
日本 B
C
D T145
T135 T120
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
B300
14,800
15,800
16,900
19,200
14,700
15,700
16,700
19,000
14,400
15,400
16,400
18,700 13,900
14,900
15,900
18,200
13,900
14,900
15,900
18,200 13,900
14,900
15,900
18,200 英国 C B
A
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
B300 14,300
15,200
16,100
18,700 14,300
15,200
16,100
18,700
14,300
15,200
16,100
18,700
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