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变压器硅钢片详解!
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变压器硅钢片详解!
* 来源 : * 作者 : mfxmqh * 发表时间 : 2022-05-21 * 浏览 : 3

常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种合硅(硅也称矽)的钢,其含硅量在0.8~4.8%。由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小。 

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我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也产生在交变电流磁化下的铁芯中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”。


磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在磁滞现象而产生的铁损,这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比。硅钢的磁滞回线狭小,用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小,可使其发热程度大大减小。


既然硅钢有上述优点,为什么不用整块的硅钢做铁芯,还要把它加工成片状呢?这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损——“涡流损耗”。

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变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流。


涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用。

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用做变压器的铁芯,一般选用0.35mm厚的冷轧硅钢片,按所需铁芯的尺寸,将它裁成长形片,然后交叠成“日”字形或“口”字形。从道理上讲,若为减小涡流,硅钢片厚度越薄,拼接的片条越狭窄,效果越好。这不但减小了涡流损耗,降低了温升,还能节省硅钢片的用料。


但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发,因为那样制作铁芯,要大大增加工时,还减小了铁芯的有效截面。所以,用硅钢片制作变压器铁芯时,要从具体情况出发,权衡利弊,选择最佳尺寸。


变压器是根据电磁感应的原理制成的。在在闭合的铁芯柱上面绕有两个绕组,一个原绕组,和一个副绕组。当原绕组假上交流电源电压时。原饶组流有交变电流,而建立磁势,在磁势的作用下铁芯中便产生交变主磁通。

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至于为什么它可以升压,和将压呢?那就需要用楞次定律来解释了,感应电流产生的磁通,总阻碍圆磁通的变化,当原磁通增加时感应电流的产生的磁通与与原磁通相反, 就是说二次绕组所产生的感应磁通与原绕组所产生的主磁通相反,所以二次绕组就出现了低等级的交变电压。所以,铁芯是变压器的磁路部分。

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矽钢片

电工用硅钢薄板俗称矽钢片或硅钢片。顾名思义,它是含硅高达0.8%-4.8%的电工硅钢,经热、冷轧制成。一般厚度在1mm以下,故称薄板。硅钢片广义讲属板材类,由于它的特殊用途而独立一分支。电工用硅钢薄板具有优良的电磁性能,是电力、电讯和仪表工业中不可缺少的重要磁性材料。

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(1)硅钢片的分类

A、硅钢片按其含硅量不同可分为低硅和高硅两种。低硅片含硅2.8%以下,它具有一定机械强度,主要用于制造电机,俗称电机硅钢片;高硅片含硅量为2.8%-4.8%,它具有磁性好,但较脆,主要用于制造变压器铁芯,俗称变压器硅钢片两者在实际使用中并无严格界限,常用高硅片制造大型电机。

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B、按生产加工工艺可分热轧和冷轧两种,冷轧又可分晶粒无取向和晶粒取向两种。冷轧片厚度均匀、表面质量好、磁性较高,因此,随着工业发展,热轧片有被冷轧片取代之趋势(我国已经明确要求停止使用热轧硅钢片,也就是前期所说的“以冷代热”)。

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(2)硅钢片性能指标

A、铁损低。质量的最重要指标,世界各国都以铁损值划分牌号,铁损越低,牌号越高,质量也高。


B、磁感应强度高。在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片,用它制造的电机或变压器铁芯的体积和重量较小,相对而言可节省硅钢片、铜线和绝缘材料等。


C、叠装系数高。硅钢片表面光滑,平整和厚度均匀,制造铁芯的叠装系数提高。


D、冲片性好。对制造小型、微型电机铁芯,这点更重要。


E、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好。


F、磁时效G、硅钢片须经退火和酸洗后交货。

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(一)电工用热轧硅钢薄板(GB5212-85)电工用热轧硅钢薄板以含碳损低的硅铁软磁合金作材质,经热轧成厚度小于1mm的薄板。电工用热轧硅钢薄板也称热轧硅钢片。热轧硅钢片按其合硅量可分为低硅(Si≤2.8%)和高硅(Si≤4.8%)两种钢片。


(二)电工用冷轧硅钢薄板(GB2521-88)用含硅0.8%-4.8%的电工硅钢为材质,经冷轧而成。冷轧硅钢片分晶粒无取向晶粒取向两种钢带。冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点,且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。用冷带代替热轧带制造电机或变压器,其重量和体积可减少0%-25%。

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若用冷轧取向带,性能更佳,用它代替热轧带或低档次冷轧带,可减少变压器电能消耗量45%-50%,且变压器工作性能更可靠。用于制造电机和变压器。通常,晶粒无取向冷轧带用作电机或焊接变压器等的状态;晶粒取向冷轧带用作电源变压器、脉冲变压器和磁放大器等的铁芯。钢板规格尺寸:厚度为0.35、0.50、0.65mm,宽度为800-1000mm,长度为≤2.0m。

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(三)家电用热轧硅钢薄板(GBH46002-90)家电用热轧硅钢薄板的牌号以J(家)D(电)R(热轧)表示,即JDR。JDR后数字为铁损值*100,横线后数字为钢板厚度(mm)*100。家电用热轧硅钢片对电磁性能要求可稍低一点,铁损值(P15/50)最低值为5.40W/kg。一般不经配洗交货。用于各种电风扇、洗衣机、吸尘器、抽油烟机等家用电器的微分电机等。


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