变压器为啥铁心要用方形的硅钢片

防铁损。如果是一整块,磁链变化会产生涡流,涡流会导致能量损耗。至于为什么是硅钢材料,是因为硅钢有较高的磁导率和较窄的磁滞回线,导磁材料不容易饱和,同样额定功率的变压器体积可以做得更小。
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赞同@张清河的答案,补充:以用硅钢片排列压实焊接成铁芯,硅钢片之间会存在很窄的气隙间隔,实际生产中会用真空池浸入绝缘漆,这样形成磁通路时,不会像整块铁芯那样产生涡流(不懂请查看高中物理课本),铁损很小。同时较小的绝缘间隙也不会产生大的磁损。-------------------------形状,分为E片和I片,E片中间套线圈,将I片扣上,焊接(只是大体,实际工艺流程要复杂)。
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本来想回答,看到张清河同学的回答比较全面了。他答的最好。原则就是减少损耗,一是涡流,就是感应出的电流,硅钢片的电阻大,电流就会小;二是磁滞损耗,曲线包围面积越窄损耗越小。其实这是变压器基本的知识,回去看书最好。
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题者注明了两个要素,形状和材料。变压器目前用得比较多的是电力传输和仪器仪表设备(开关电源),在两个行业里面,形状基本在基本相似,材料有明显不同。电力传输变压器磁芯绝大数为硅钢片类,特点为BS饱和磁感应强度为2T(特斯拉)左右;而仪器仪表(开关电源)变压器为铁氧体类 磁芯材料,特点为BS饱和磁感应强度为0.3T(特斯拉)左右。前提:我们的变压器是工作于交流,交流就有频率的高低,且工作过程中变压器磁芯不能饱和。1,早期时候,传输电力时候,变压器工作在工频时候,频率50/60hz比较低,但是工作电流比较大。损耗主要集中在铜损,且由于电流大,要求变压器磁芯材料的饱和磁感应强度相对要大。最后发现硅钢片这种材料的作为电力传输变压器的磁芯能够满足在低频下面,大电流工作模式下,磁芯不饱和。故电力传输变压器一般使用硅钢片主要原因为磁饱和强度相对较大。2,大概80年代(有待考证),随着电器设备的增加,需要很多不同的电源以及设备对电源质量的要求越来越高。电源发展从原变压器整流或者变压,到线性电源,再到现在中国发展得如火如图的开关电源。 开关电源中的变压器,其特点为工作电流相对于电力传输来说,变得很小。但是为了提高电源的效率和减小电源的尺寸。开关电源变压器工作频率从20K-200K。要是采用以前的硅钢片,其电阻率很小(电阻小),工作在高频模式下,涡流损耗占主要因素,且实际是发热严重,影响硅钢片在开关电源中的使用。于是,铁氧体磁芯材料出现了。其特点为磁饱和强度不高,但是,对于开关电源来说,基本上不会饱和,其关键好处在于电阻率相对于硅钢片增加很多(电阻变大),涡流损耗减少,发热不再那么严重且在实际使用过程中基本没有问题。3,为什么电力传输变压器和仪器仪表变压器形状大都方形呢?看看下面红色磁力线。可以知道设计为方形或者圆形主要目的为给磁力线的提供回路。
变压器为啥铁心要用方形的硅钢片
【变压器为啥铁心要用方形的硅钢片】
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硅钢是因为电阻大,回流发热小,为啥米方形的,大概是因为卷电线方便吧。。。。
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变压器有方形EI,UI片,也有环形的。使用方形主要是因为相比较环形的制作工艺会比较容易,且成本较低。 其实同容量的变压器,环形的性能比方形要好。
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拿常见的EI型变压器来说吧。硅钢片在市场上采购,是有规格的,需要多大的磁面积,多插或者少插几片就控制住了。设计原则上,尽量让铁芯截面为方形,省铜线。其他乱七八糟的还要定做,很麻烦的,毕竟方便生产才是王道,工艺流程越简单,出现故障的可能越小。


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