變壓器鐵芯是什么？

變壓器鐵芯是變壓器的主要部件之一，由磁性材料制成，可有效傳輸磁通量（磁流）。

變壓器是一種升高或降低電壓的裝置，而鐵芯是根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)高效能量傳輸?shù)谋匦柙O(shè)備。

變壓器由線圈（繞組）和鐵芯組成。當(dāng)電流流過(guò)初級(jí)繞組時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁通，該磁通會(huì)通過(guò)鐵芯在次級(jí)繞組中感應(yīng)出來(lái)。鐵芯的作用是使磁通流動(dòng)更加順暢。鐵芯具有較高的磁導(dǎo)率，因此可以傳輸磁通而不會(huì)使其逸出，從而最大限度地減少功率損耗。

變壓器鐵芯的應(yīng)用

變壓器鐵芯在變壓器的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。主要應(yīng)用如下：

1.輸配電網(wǎng)絡(luò)

發(fā)電廠產(chǎn)生的電以高壓傳輸，但家庭和辦公室使用時(shí)必須降壓。變壓器鐵芯可在電網(wǎng)內(nèi)高效轉(zhuǎn)換電壓，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

2.家用電器

許多電器，例如微波爐、空調(diào)和冰箱，里面都有小型變壓器。這些變壓器帶有鐵芯，可以將電壓轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)乃剑闺娖髂軌蜻\(yùn)行。

3.工業(yè)設(shè)備

在工廠中，變壓器是向大型電動(dòng)機(jī)和機(jī)械供給電力的設(shè)備。由于要求高輸出、高效率，因此工業(yè)變壓器的質(zhì)量取決于其鐵芯的性能。

4.電子電路電源

電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)需要電源電路來(lái)獲得穩(wěn)定的電壓。變壓器磁芯也用于開(kāi)關(guān)電源和AC適配器。

變壓器鐵芯原理

變壓器鐵芯的工作原理是電磁感應(yīng)，該原理基于英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)的定律。

電磁感應(yīng)的基本原理

1.交流電流流過(guò)原邊

當(dāng)交流電流流過(guò)變壓器的初級(jí)繞組時(shí)，在其周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。

2.磁通通過(guò)鐵芯傳輸?shù)蕉蝹?cè)

由于鐵芯具有較高的磁導(dǎo)率，磁通量可以有效地穿過(guò)鐵芯并到達(dá)次級(jí)繞組。

3. 次級(jí)側(cè)產(chǎn)生電壓

當(dāng)磁通通過(guò)次級(jí)繞組時(shí)，根據(jù)法拉第定律，在次級(jí)繞組中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓由初級(jí)繞組的匝數(shù)與次級(jí)繞組的匝數(shù)之比決定。

鐵芯有效地傳輸磁通量，從而實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換并最大限度減少能量損失。

減少鐵損

變壓器鐵芯中會(huì)產(chǎn)生能量損失，稱為“鐵損"。鐵損包括磁滯損耗和渦流損耗。

• 磁滯損耗

當(dāng)反復(fù)進(jìn)行磁化和退磁時(shí)，由于鐵芯材料的磁性，會(huì)消耗能量。

•渦流損耗

這是交流磁通在鐵芯內(nèi)部流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，導(dǎo)致發(fā)熱而產(chǎn)生的損失。

為了減少這些鐵損，鐵芯采用疊壓薄電磁鋼片制成，以絕緣并抑制渦流的產(chǎn)生。

變壓器鐵芯的種類

變壓器鐵芯根據(jù)用途和結(jié)構(gòu)分為多種類型。根據(jù)結(jié)構(gòu)，有“帶狀鐵芯"、“沖孔鐵芯"和“卷繞鐵芯"等類型。

1.矩形磁芯

矩形鐵心是將薄電磁鋼板切割成特定形狀，然后將其疊成矩形而制成的鐵心。它主要用于大容量變壓器，通過(guò)疊層絕緣鋼板來(lái)降低鐵損，從而 大程度地減少渦流的產(chǎn)生。它適用于相對(duì)大型的變壓器，通過(guò)疊層矩形鋼板，可以高效地傳遞磁通。其制造成本相對(duì)較低。

2. 沖孔芯

沖壓鐵芯是使用壓力機(jī)將電磁鋼片沖壓成特定形狀制成的。主要用于小型變壓器和電力變壓器。鐵芯形狀均勻，精度高，易于制造。適用于小型變壓器和電子設(shè)備變壓器，可通過(guò)沖壓工藝進(jìn)行批量生產(chǎn)。

3.卷鐵心

卷繞鐵心是將薄電磁鋼帶卷繞成線圈而形成的鐵心。將整個(gè)鐵心用合成樹(shù)脂粘合后，將其切成兩部分，插入繞組后施加壓力，使鐵心對(duì)接。對(duì)接可以使磁通順暢地流動(dòng)，從而減少鐵損。

除按結(jié)構(gòu)分類外，還可按鐵心的形狀分類，英文稱為鐵芯。

4.斜角芯

在疊片鐵芯變壓器中，這種鐵芯結(jié)構(gòu)采用對(duì)角接縫，以減少拐角處的損耗。由于其形狀類似于相框，因此也稱為框架鐵芯。

＜斜置鐵心的特點(diǎn)＞
可有效活用方向性電磁鋼板的特性。
可有效降低空載損耗。主要用于大型變壓器（2000KVA以上）。

鐵芯用于插入電機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備的線圈中，以增加磁力。鐵芯中產(chǎn)生的損耗（鐵損）會(huì)浪費(fèi)電力，并導(dǎo)致振動(dòng)和發(fā)熱，因此損耗值越小，性能和效率就越高。

5. Unicore核心

通常，變壓器鐵芯（EI型鐵芯、矩形鐵芯等）是將沖壓成EI型的鐵芯或切割成規(guī)定長(zhǎng)度的電磁鋼板疊合而成。而Unicore則是將切割成規(guī)定長(zhǎng)度并以規(guī)定角度折疊的電磁鋼板垂直卷繞而成。接縫處彼此間隔開(kāi)。可用于單相和三相變壓器的鐵芯。

<Unicore 特性>

采用取向性電磁鋼板（t0.18-0.35mm），具有優(yōu)異的鐵損和磁通密度。
“高效率" “低鐵損率"

1.環(huán)形磁芯（環(huán)狀磁芯）

環(huán)形磁芯是一種圓環(huán)狀的鐵芯。由于磁場(chǎng)沿圓周方向產(chǎn)生，因此環(huán)形磁芯是一種理想的形狀。然而，由于環(huán)形磁芯難以自動(dòng)繞線，因此通常需要手工繞線。

2. EE核心，EI核心

組成磁芯的部分形狀像字母E和I。兩個(gè)部分組合在一起，起到一個(gè)磁芯的作用。缺點(diǎn)是兩個(gè)磁芯之間存在間隙，從而導(dǎo)致漏磁。

3. EER核心

EER磁芯是EE磁芯的改進(jìn)，中心支柱由方形支柱改為圓柱形支柱。其優(yōu)點(diǎn)是比EE、EI磁芯更容易繞制較粗的導(dǎo)線，導(dǎo)線的附著力也得到提高。

4.PQ核心

PQ 鐵心是 EER 鐵心的改進(jìn)型，中心柱保持圓柱形，而兩側(cè)柱子的橫截面積更大。這是一種比較流行的形狀。