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?介紹常用軟磁元件的東莞變壓器。
所謂變壓器,是利用電磁感應實現交流電壓變換的設備。變壓器的原理已在電磁感應中解釋過。由于變壓器的核心處于不斷變化的電磁場中,核心材料的磁化強度和磁感應強度也在不斷變化。這自然要求核心材料對這種變化的阻力小,變化足夠敏感。因此,幾乎所有的變壓器芯都需要高導磁率。同時,交變電磁場必然會在核心中產生能量損失(如渦流),所有材料都需要低鐵損失,以降低核心的溫升,提高變壓器的效率。
變壓器的形式和種類繁多。在不同的場合,變壓器的工作方式有很大的不同,因此對變壓器芯的具體要求也有很大的不同。
低頻變壓器:低工作頻率(如小于1KHz)。一般來說,當工作點較低時,電流和電壓為正弦波。由于頻率低,鐵芯損耗小,鐵芯的工作磁感可以設計得相對較高。因此,需要高飽和磁感的軟磁材料作為鐵芯,如硅鋼。當硅鋼片作為配電變壓器的鐵芯時,工作磁感可達1.4T以上。當鐵基非晶合金作為變壓器的鐵芯時,工作點可達到1.3T。為了提高變壓器的效率,鐵芯材料的鐵損耗要求較低,材料的導磁率要求較高,以降低主線圈的激磁電流,減少線圈電阻(稱為銅損耗)造成的損耗。
高頻變壓器:隨著技術的進步,高頻電源得到了廣泛的應用。高頻電源的發展是因為傳統的工業頻率電源效率不高。從電磁感應原理不難推出,變壓器芯所能傳輸的功率與磁通量變化的頻率成正比。因此,如果變壓器的工作頻率得到提高,那么變壓器芯的體積可以大大降低,減輕重量,提高電源的效率,減少各種損失。因此,自20世紀70年代以來,高頻電源的發展非常迅速。但另一方面,工作頻率的提高會導致變壓器芯鐵損壞的急劇增加。要解決這個問題,一是減少芯的工作磁性,二是使用更好的軟磁性材料。通常,高頻變壓器芯不能再使用硅鋼片,而是使用較小的鐵鎳合金(坡莫合金)、鐵氧體或非晶合金。
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