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電源技術對電子變壓器的要求-揚州達瑞電氣有限公司

2020-05-13 09:59:31

放電保護球隙

電源技術對電子變壓器的要求
提高效率是對電源和電子變壓器的普遍要求。雖然，從單個電子變壓器來看，損耗不大。放電保護球隙是一對直徑相同的球型電極，當其與高壓試驗變壓器、控制臺、調壓器、水電阻等組成測試設備后，在工頻高壓試驗時用于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，損耗只有2W并不多。但是成十萬個、成百萬個電源變壓器，總損耗可能達到上十萬W，甚至上百萬W。還有，許多電源變壓器一直長期運行，年總損耗相當可觀，有可能達到上千萬kW·h。顯然，提高電子變壓器的效率，可以節約電力。節約電力后，可以少建發電站。少建發電站后，可以少消耗煤和石油，可以少排放CO2，SO2，NOx，廢氣，污水，煙塵和灰渣，減少對環境的污染。既具有節約能源，又具有保護環境的雙重社會經濟效益。因此，提高效率是對電子變壓器的一個主要要求。
    電子變壓器的損耗包括磁芯損耗（鐵損）和線圈損耗（銅損）。鐵損只要電子變壓器投入工作，一直存在，是電子變壓器損耗的主要部分。因此，根據鐵損選擇磁芯材料，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主要參數。鐵損與電子變壓器磁芯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，必須說明是在什么工作磁通密度下和什么工作頻率下的損耗。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。P0.1/100k表示在工作磁通密度0.1T和工作頻率100kHz下的鐵損。
   軟磁材料包括磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗。渦流損耗又與材料的電阻率ρ成反比。ρ越大，渦流損耗越小。各種軟磁材料的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，鐵硅鋁合金為40～60μΩ·cm，鐵鋁合金為30～60μΩ·cm，硅鋼為40～50μΩ·cm，鐵鈷合金為20～40μΩ·cm。
   因此，錳鋅鐵氧體的ρ比金屬軟磁材料高106～107倍，在高頻中渦流小，應用占優勢。但是當工作頻率超過一定值以后，錳鋅鐵氧體磁性顆粒之內的絕緣體被擊穿和熔化，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限工作頻率。
   金屬軟磁材料厚度變薄，也可以降低渦流損耗。根據現有的電子變壓器使用金屬軟磁材料帶材的經驗，工作頻率和帶材厚度的關系為：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，厚度小于5μm。金屬軟磁材料帶材只要降到一定厚度，渦流損耗可顯著減少。不論是硅鋼、坡莫合金，還是鈷基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，和錳鋅鐵氧體競爭。

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