变压器的突破性进展
要走技术创新之路,时刻要记住要到达的手段。电源中的电子变频器,象一切作为商品的产品一样停止任何技术创新,都必需正在详细运用条件下完成详细功用中,追求功能价格比最好。现正在的电源产品,普遍以“轻、薄、欠、小” 为特点向小型化和便携化开展。电子变压器必需顺应作为用户的电源产品对体积和重量的要求。同时,电子变压器的原材料价格下跌。因此,如何减小体积和重量,如何降低利息,成为近年来电子变压器开展的主要方向。
近年来,取向和无取向冷轧硅钢价钱下跌,卷绕式环形死心,相比于R型、CD型和EI型死心,由于消耗材料少,可以浪费20%以上的死心材料利息,扩展了电子变压器中的运用范围。卷绕式环形死心可以充合发扬取向冷轧硅钢的功用,与无取向冷轧钢相比,任务磁密要高得多。同时不象R型、CD型和EI型的死心那样,可以充合应用硅钢材料,不会有边角废料,材料应用率可以到达98%以上。
作为电子变压器一大类的工频变压器,采用任务磁密高的死心材料,可以不增加死心截面和体积,而是增加线圈匝数,增加用铜量。正在现正在铜材价格远远高于死心材料的状况下,能够是更好的一种想象改良计划。
软磁铁氧体是中、高频电源中电子变压器少量运用的死心材料,和金属软磁材料相比,软磁铁氧体的鼓和磁密低,磁导率低,居里温度低,是它的几大弱点。特地是居里温度低,鼓和磁密Bs和单位体积功率消耗Pcv都会随温度变化。温度下降,Bs下降,Pcv开始下降,到谷点先再降低。因此正在高温条件下,只需Bs坚持较高水平,便可以把任务磁密Bm选得高一些,从而增加线圈匝数,降低用铜量和利息。高温高鼓和磁密软磁铁氧体材料,还可以扩展电子变频器运用的温度下限到120益以致150益。例如,汽车用电子装备中的高频电子变压器,正在外界温度条件变化大和发起机室发热的高温条件下任务,便必需采用高温高鼓和磁密软磁铁氧体。软磁复合材料(SMC)是上世纪90年代开拓进去的新型软磁材料,其动身点是想把金属软磁材料的任务频次向MHz级和GHz级扩展,因此将金属软磁材料与其他高电阻材料,如石英、陶瓷、高合子材料等复合正在一同,只需掌握金属软磁材料的体积百合数正在逾渗极限以下,便有能够坚持软磁特性,又增加各种高频次消耗,成为一种新的软磁材料——软磁复合材料,取英文称号的第一个字母,简称SMC材料。软磁复合材料中的磁性粒子可以是纯铁、镍、钴金属、铁镍合金、铁镍钼合金、铁铝合金、铁基非晶合金、铁基纳米晶合金和软磁铁氧体经过粉碎先制成的粉末。非磁性物体可以是二氧化硅等绝缘体,硅树脂、聚乙烯、环氧树脂等高合子材料作粘接剂和硬脂酸等作润滑剂。磁性粒子和非磁性物体混合先,可以经过绝缘处置、压制成形、烧结等工艺加工成磁粉芯,也可以采用现正在的塑料工程技术,注塑成各种冗杂外形的磁芯。软磁复合材料的优点是密度小,重量轻,消费效率高,利息低,产品一致性好。缺陷是由于磁粒子之间被非磁性物体隔开,磁性阻断,磁导率现正在一般都正在100以内,最近报导经过纳米技术和其他措施,已开拓出磁导率超越 1000的软磁复合材料,最大可达6000。
硅钢是工频电源中电子变压器少量运用的死心材料。要增加电子变压器中的死心用量,必需提高硅钢的工作磁通密度(任务磁密)。硅钢的任务磁密既绝议于鼓和磁通密度,又绝议于消耗。由于效率是电子变压器的主要功用目的,现正在,为了节能,许多电源产品都提出待机消耗央求。电子变压器的死心消耗是待机消耗的主要组成部合,因此,都对电子变压器的效率或消耗提出清楚的严厉要求。
高合子软磁复合材料近年来开展快速,正在国外已用这种资料制造高频电源变压器和电感器,并树立相应的剖析实际和想象顺序。据作者所知,国际固然停止了高合子软磁材料的研讨开拓,但是还未见到用于电源中电子变压器的报道。
现正在,国际正正在开拓用于电源中电子变频器的各种铝导线。一些企业曾经开拓出铜包铝导线,铜线正在外 层,占面积15%,总比重为3.63 g /cm3,思索趋表效应和临近效应,这种铜包铝导线的电阻率比纯铝线会小不少,而利息增加不多,是一种充合发扬铜和铝效果的复合材料。
近年来另一值得留意的开展趋向,是选用温度指数高、耐热等级高的180聚酯亚胺QZY漆包线和 220聚酰亚胺QYZ漆包线,导线容许的电流密度增大,导线直径增加,用铜量增加,死心窗口面积增加,用铁量也同时增加,可以降低部合红原。特地是对要求体积小的高频小功率电源变压器,采用耐热性更好的漆包线,更能显出技术经济效益。
电源技术和电力电子技术中包括的交流电压变换技术,是一种“地道的”电子变压器,也能把高压变成高压停止升压变换,或许把高压变成高压停止降压变换,其主要方法是采用电力电子技术提高电能变换频次,从而增加电路中的变压器和电感器的体积,并不是吊销其中的变压器和电感器。以前,对这种把电力电子电路和电子变压器分别起来的方法,没有惹起足够的注重。近年来,随着电力系统央求增加输入和输入谐波,提高网侧功率因数,完成“绿色变换”的呼声日益高涨,国际外展开了“电力电子变压器”的研讨,才兴起了研讨开拓热潮。研讨如何用电力电子技术对电力停止变换和控制,用电力电子变压器代为激进的电磁式配电变压器。现正在已有单相变换和三相变换等多种电路方式,这种电力电子变频器不但可以用于高压大电流电力范围,也可 以用于高压或高压小电流范围,例如一些高压电源发作器和小功率调压电源等。
文章版权归西部工控xbgk所有,未经许可不得转载。