常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種合硅(硅也稱(chēng)矽)的鋼,其含硅量在0.8~4.8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯,是因為硅鋼本身是一種導磁能力很強的磁性物質(zhì),在通電線(xiàn)圈中,它可以產(chǎn)生較大的磁感應強度,從而可以使變壓器的體積縮小。
我們知道,實(shí)際的變壓器總是在交流狀態(tài)下工作,功率損耗不僅在線(xiàn)圈的電阻上,也產(chǎn)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(gè)原因造成,一個(gè)是“磁滯損耗”,一個(gè)是“渦流損耗”。
磁滯損耗是鐵芯在磁化過(guò)程中,由于存在磁滯現象而產(chǎn)生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線(xiàn)所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線(xiàn)狹小,用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發(fā)熱程度大大減小。
既然硅鋼有上述優(yōu)點(diǎn),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(shí),線(xiàn)圈中有交變電流,它產(chǎn)生的磁通當然是交變的。這個(gè)變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內環(huán)流著(zhù),所以叫渦流。渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)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(cháng)形的回路中,通過(guò)較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時(shí),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(cháng)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(shí)際上制作硅鋼片鐵芯時(shí)。并不單從上述的一面有利因素出發(fā),因為那樣制作鐵芯,要大大增加工時(shí),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(shí),要從具體情況出發(fā),權衡利弊,選擇最佳尺 |