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提高效率是對(duì)電源和電子變壓器的普遍要求。雖然,從單個電子(zǐ)變壓(yā)器來看,損耗不大。放電保護球隙(xì)是一對直徑相同的球型電極,當其與高壓試驗(yàn)變壓器、控製台、調壓器、水(shuǐ)電阻等組成測試設(shè)備後,在工頻高(gāo)壓試驗時用於高(gāo)壓測量及保護被試物品之用例(lì)如(rú),100VA電源變壓器,效率為98%時,損耗隻有2W並不多。但 是成十萬個、成百萬個電源變壓器,總損耗可能達到上(shàng)十萬(wàn)W,甚至上百萬W。還有,許多電源變壓器一直長期(qī)運行(háng),年總損耗相當可觀,有(yǒu)可能達到上千萬 kW·h。顯然,提高電子變壓器的(de)效率,可以節約電力。節約(yuē)電力後,可以少建發電站。少建發(fā)電站後,可以少消耗煤和石油,可以少排放(fàng) CO2,SO2,NOx,廢氣,汙水,煙(yān)塵和灰渣,減少對環境的汙(wū)染。既具有節約能源,又(yòu)具有保護環境的雙重社(shè)會經濟效益。因此,提高效率是對電子變壓器的(de)一個主要要求。
電子變壓器的損耗包(bāo)括磁芯(xīn)損耗(鐵損)和線圈損耗(銅損)。鐵損隻要(yào)電子變壓器投入工作,一直存在,是電子變壓器損耗(hào)的主要(yào)部分。因此,根據(jù)鐵損選擇(zé)磁芯材料,是電子變壓器設計的主(zhǔ)要內容(róng),鐵損也成為評價軟磁(cí)材料的(de)一個(gè)主要參數。鐵損與電子變壓器磁(cí)芯(xīn)的工作磁通密度和工作頻率有關,在介紹軟磁材料的鐵損 時(shí),必須說明是在什麽工作磁通密度下和什麽工作頻率下的損耗。例如,P0.5/400,表示(shì)在工作磁通密度0.5T和工作頻(pín)率400Hz下的鐵損。 P0.1/100k表示在工作磁(cí)通密度0.1T和工作頻率100kHz下(xià)的鐵損。
軟磁材料包括磁滯損耗、渦流損耗和剩餘損耗(hào)。渦流損耗又與材料的電阻率ρ成反比(bǐ)。ρ越大,渦流損耗越小。各種軟磁材料的ρ從大到小的(de)順序為:錳(měng)鋅鐵氧(yǎng)體為 108~109μΩ·cm,鐵鎳基非晶合金為150~180μΩ·cm,鐵基非晶合金為130~150μΩ·cm,鈷基非晶合金為 120~140μΩ·cm,高磁導坡莫合金為40~80μΩ·cm,鐵矽鋁合金為40~60μΩ·cm,鐵鋁合金為30~60μΩ·cm,矽鋼為 40~50μΩ·cm,鐵鈷合(hé)金為20~40μΩ·cm。
因此(cǐ),錳鋅鐵氧(yǎng)體的ρ比金屬軟磁材料高106~107倍,在(zài)高頻中渦流小,應用占優(yōu)勢。但是當工作頻率超過一定值以後,錳鋅鐵氧體磁性顆粒(lì)之內的絕緣體被擊穿和熔化,ρ變得相當小(xiǎo),損耗迅速上升到很高水平,這個工作(zuò)頻率(lǜ)就是錳鋅鐵氧體的極(jí)限工作頻率。
金屬軟磁(cí)材料(liào)厚度變薄(báo),也可以降低渦流損(sǔn)耗。根據現有的電子變壓器(qì)使(shǐ)用金屬軟磁材料帶(dài)材的(de)經驗,工作(zuò)頻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(zhì)1kHz用0.20~0.08mm(200~80μm),1kHz至20kHz用 0.10~0.025mm(100~25μm),中高頻(pín)20kHz至100kHz用0.05~0.015mm(50~15μm),高頻100kHz至 1MHz用0.02~0.005mm(20~5μm),1MHz以上,厚度小於5μm。金屬軟磁(cí)材料帶材(cái)隻要降到一定厚度,渦流損耗可顯著減少。不論(lùn)是矽(guī)鋼(gāng)、坡莫合金,還是(shì)鈷(gǔ)基(jī)非晶合金和微晶納米晶合金都可以在中、高頻電子變壓器中使用,和錳鋅鐵氧(yǎng)體競爭。
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