- 1 铁芯损耗的控制
变压器损耗中的空载损耗,变压器线圈即铁损,主要发生在变压器铁芯叠片内,主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,变压器铁芯是由铁线制成,*节能变压器而不是由整块铁构成,为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流。用线束制作的铁芯可有效减少涡流路径的截面积。 在1900年左右,经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗,*节能型变压器增大导磁率,且使电阻率增大,涡流损耗降低。经多次改进,方用0.35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。 近年来世界各国都在积极研究生产节能材料,*110v变压器变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料2605S2,非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器,其铁损仅为硅钢变压器的1/5,铁损大幅度降低。 2 METGLAS2605S2 非晶态合金早在太阳能电池领域已有了飞跃发展。*北京变压器在80年代迅速应用于磁性材料领域,美国阿拉伊特公司长期从事非晶态材料的研究,以METGLAS为品名。1979年已研制出具有实用价值的2605SC,其材料成份为Fe81B13.5Si3.5C2。该公司在1981年又试制成功非晶态磁性2605S2,化学成份为:Fe78B13Si9,与最初的2605SC相比,降低了磁通密度,改善了热稳定性,降低了铁损,两者性能比较见表1所示。 非晶态合金是无晶料原子结构,*升压变压器一个个原子无规则的分布在材料的基体中,并能迅速冷却而出现玻璃状成份。典型的非晶态合金含80%的铁,而其它成份是硼和硅。非晶态合金有很多生产方法,但最常见的是把熔化的金属蒸汽喷在高速旋转的铜绕线架上,熔化的金属以106℃/s的速率冷却并固化成薄肋状;*变压器网因淬火形成的高内应力必须用200℃~280℃之间的退火来减小,以便成为好的磁特性材料。 变压器铁芯噪音,其中很重要的原因与铁芯材料的磁致伸缩有关,*环形变压器非晶态铁芯与硅钢铁芯有着显著不同,见图所示。 3 非晶合金铁芯变压器 美国麻省理工学院于1979年采用2605SC制作了15kVA的干式变压器。日本于1981年7月采用2605S2试制了10kVA的变压器,*自耦变压器再于1982年8月试制了30kVA的高压油浸变压器,1983年2月又试制了35kVA三相五柱式模型变压器作研究对象。我国在80年代初期进行对非晶态合金变压器的研究,并于1986年由上海变压器厂研制了30kVA的非晶态铁芯变压器。90年代非晶铁芯变压器的研发已进入实用阶段,*自藕变压器国内数厂家相继引进国外技术,生产出较大容量的非晶铁芯变压器。
