提高效率是對電源和電子變壓器的普遍(biàn)要求。雖然,從單個電子變壓器來看,損(sǔn)耗不大(dà)。放電保護球隙是一對直(zhí)徑相同的球型電極,當其與高壓(yā)試驗變壓器、控製台、調(diào)壓器、水電阻等(děng)組成測試設備後,在工頻高壓試驗時用於高壓測量及保護被試物品之用例如,100VA電源變壓器,效率為98%時,損耗隻有2W並不(bú)多。但 是成十萬個、成百萬個電源變壓器,總損耗可能(néng)達到(dào)上十萬W,甚至上百萬W。還(hái)有,許(xǔ)多(duō)電源變(biàn)壓器一直長期運行,年總損耗相當可觀,有可能達到上千萬(wàn) kW·h。顯然,提高電(diàn)子變壓器的效率,可以節約電力。節約(yuē)電力後,可以少(shǎo)建發電站。少建發電站後,可以少消(xiāo)耗煤和石油,可以少排放 CO2,SO2,NOx,廢氣,汙(wū)水,煙塵(chén)和灰(huī)渣,減少對環境的(de)汙染。既具有節約能(néng)源,又具有保護環境的雙重社(shè)會(huì)經濟效益。因此,提高效率是對電子變(biàn)壓器的一個主要要求。
電子變壓(yā)器(qì)的損耗包括磁芯損耗(鐵損)和線圈損耗(銅(tóng)損)。鐵損隻要電(diàn)子變壓器投入工作,一直存(cún)在(zài),是電子變壓器損(sǔn)耗的主要部分。因此,根據鐵損選擇磁芯(xīn)材料,是電子變壓器設計的主要內容,鐵損也成為評價軟磁材料的一個(gè)主要(yào)參數(shù)。鐵損與電子變壓器(qì)磁芯的工作磁通密度和工作頻率有關,在介(jiè)紹軟磁材料的鐵損 時,必須說明是在(zài)什麽工作磁通密度下和什麽工(gōng)作頻率下的損耗。例如,P0.5/400,表示在工作磁通密度0.5T和工作頻率400Hz下的鐵損(sǔn)。 P0.1/100k表示在工(gōng)作磁通密度0.1T和工作頻率100kHz下的鐵損。
軟磁材料(liào)包括磁滯(zhì)損耗、渦流損耗和剩餘損耗。渦流損(sǔn)耗又與材料的電阻率ρ成反比(bǐ)。ρ越大,渦流損(sǔn)耗越小。各(gè)種軟磁材料的ρ從大到小的順序為:錳鋅鐵氧體為 108~109μΩ·cm,鐵(tiě)鎳基非晶合金為(wéi)150~180μΩ·cm,鐵基非晶合金為130~150μΩ·cm,鈷基非晶合金為 120~140μΩ·cm,高磁導坡莫(mò)合(hé)金為40~80μΩ·cm,鐵矽鋁合金為40~60μΩ·cm,鐵鋁合金為30~60μΩ·cm,矽鋼(gāng)為 40~50μΩ·cm,鐵鈷合金為20~40μΩ·cm。
因此,錳鋅鐵氧體的ρ比金屬軟磁材(cái)料高106~107倍,在高頻中渦流(liú)小,應用占優勢。但(dàn)是當工作(zuò)頻率超過一定值以後,錳鋅鐵氧體磁性顆粒之內的絕緣體被擊穿(chuān)和熔化,ρ變得相當小,損耗迅速上升到很高水平,這個工作頻率就是錳鋅鐵氧體的極(jí)限工作頻率。
金屬軟磁(cí)材料厚度變薄(báo),也可以降低渦流損(sǔn)耗(hào)。根據現有的電子變壓器使用金屬軟磁材料帶材(cái)的經驗,工作頻(pín)率和帶材厚度的關係為:工頻50~60Hz用 0.50~0.23mm(500~230μm),中頻400Hz至1kHz用0.20~0.08mm(200~80μm),1kHz至20kHz用 0.10~0.025mm(100~25μm),中高頻20kHz至(zhì)100kHz用0.05~0.015mm(50~15μm),高頻100kHz至 1MHz用(yòng)0.02~0.005mm(20~5μm),1MHz以上,厚(hòu)度小於5μm。金屬軟磁材料帶材隻要降到一定(dìng)厚度,渦流損耗可顯著減少。不論是矽鋼、坡莫合金,還是鈷(gǔ)基非(fēi)晶合金和微晶納米晶合金都可以在中、高頻電子變(biàn)壓器中使用(yòng),和錳鋅鐵氧體競爭。
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