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提高效率是對電源和電子變壓器的(de)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(jìng)相同的球型(xíng)電極(jí),當其與高壓試驗變壓器、控制台、調(diào)壓器、水電阻等組(zǔ)成(chéng)測試設備後,在工頻高壓試驗時用于高壓測量及保護被試(shì)物品之用例如,100VA電源變壓器,效率為98%時,損(sǔn)耗隻有2W并不多。但 是(shì)成十萬個、成百萬(wàn)個電源變壓器,總損耗可能達到上十萬W,甚(shèn)至上百萬W。還(hái)有,許多(duō)電源變(biàn)壓器一直長期運(yùn)行,年總損耗相(xiàng)當可觀(guān),有可能達到(dào)上千萬 kW·h。顯然,提高電子變(biàn)壓器的效率,可以節約電力(lì)。節約電力後,可以(yǐ)少建發電站。少建發電站後,可以少消耗煤和石油,可(kě)以少(shǎo)排放 CO2,SO2,NOx,廢氣,污水,煙塵和灰渣,減少對環境的污染(rǎn)。既具有節約能源,又具有保護環境的雙重社會經濟(jì)效益。因此,提高效(xiào)率是對電子變壓器的一個主要要(yào)求。
電子(zǐ)變壓器的損(sǔn)耗包括(kuò)磁芯(xīn)損耗(鐵損)和線圈(quān)損耗(銅損)。鐵損隻要電子變壓(yā)器投入工作,一直存在,是電子(zǐ)變壓器損耗的主要部分。因此(cǐ),根據鐵損選擇磁芯材料,是電(diàn)子變(biàn)壓器設計的主要内容,鐵損也成為評價軟磁材料(liào)的一個主要參數。鐵損與電子變壓(yā)器磁芯的工作磁通密度和工(gōng)作頻率有關,在介紹軟磁材料的鐵損 時,必須說明是在什麼(me)工作磁通密度下和什麼工作頻率(lǜ)下的損耗。例如,P0.5/400,表示在工(gōng)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(lǜ)100kHz下的鐵損(sǔn)。
軟磁材料包括(kuò)磁滞損(sǔn)耗、渦流損耗和剩餘損耗。渦流(liú)損耗又與材料的電阻率(lǜ)ρ成反比(bǐ)。ρ越大(dà),渦流損耗越小。各種(zhǒng)軟磁材料的ρ從大到小的(de)順序為:錳鋅鐵氧體為 108~109μΩ·cm,鐵鎳基非晶(jīng)合金(jīn)為150~180μΩ·cm,鐵基非晶合(hé)金為130~150μΩ·cm,钴基非晶合金為 120~140μΩ·cm,高磁導坡莫(mò)合金為40~80μΩ·cm,鐵矽鋁合(hé)金為40~60μΩ·cm,鐵(tiě)鋁合金為30~60μΩ·cm,矽鋼為 40~50μΩ·cm,鐵钴合金為20~40μΩ·cm。
因此(cǐ),錳鋅(xīn)鐵氧體的ρ比金屬軟磁材料高(gāo)106~107倍,在高頻中渦流(liú)小,應用占優勢。但是當(dāng)工作頻率(lǜ)超(chāo)過一定(dìng)值以後,錳鋅鐵氧體磁性顆粒(lì)之内的絕緣體被擊穿和熔化,ρ變得相當小(xiǎo),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(lǜ)。
金屬軟磁材料厚度變(biàn)薄,也可以降低渦流損耗。根據現有的(de)電子變壓器使(shǐ)用金(jīn)屬軟磁材料帶(dài)材的經驗,工作頻率和帶材厚度的關(guān)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(zhì)100kHz用0.05~0.015mm(50~15μm),高頻100kHz至(zhì) 1MHz用0.02~0.005mm(20~5μm),1MHz以上,厚度小于5μm。金(jīn)屬軟磁材料帶材隻要降到一定厚度,渦流損耗可顯著減少。不論是矽(xī)鋼、坡(pō)莫合金,還是钴基非晶(jīng)合金和微晶納米晶合金都(dōu)可以在中、高頻電子變壓器中使用,和錳鋅鐵氧體(tǐ)競争。