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    常用軟磁元器件之變壓器的介紹


    變壓器:
    所謂變壓器,就是利用電磁感應實現交流電壓變換的器件。變壓器的原理已經在“電磁感應”中說明。因為變壓器的鐵芯處于不斷變化的電磁場中,鐵芯材料的磁化強度和磁感應強度也是不斷改變的。這就自然要求鐵芯材料對這種變化的阻力小,變化足夠靈敏。所以,幾乎對所有的變壓器鐵芯,都要求導磁率高。同時,交變的電磁場必然會在鐵芯中產生能量損耗(例如渦流),所有還要求材料的鐵損低,以降低鐵芯的溫升,提高變壓器效率。
    變壓器的形式和品種繁多。在不同的場合,變壓器的工作方式大不相同,所以對變壓器鐵芯的具體要求也存在很大差別。
    低頻變壓器:工作頻率較低(例如低于1KHz)一般地,工作點較低時電流和電壓都是正弦波。由于頻率低,鐵芯損耗不大,所以鐵芯的工作磁感可以設計得比較高。因此這時需要高飽和磁感的軟磁材料作鐵芯,例如硅鋼。硅鋼片作為配電變壓器鐵芯時,工作磁感可以達到1.4T以上。鐵基非晶合金作為變壓器鐵芯時,工作點可以達到1.3T。為了提高變壓器效率,要求鐵芯材料的鐵損低,同時要求材料導磁率高,以減小初級線圈的激磁電流,降低因線圈電阻帶來的損耗(稱為銅損)。
    高頻變壓器:隨著技術的進步,高頻電源已經大量應用。之所以發展高頻電源,是因為傳統的工頻電源效率不高。從電磁感應原理不難推出,變壓器鐵芯所能夠傳輸的功率與磁通變化的頻率成正比。因此,如果提高變壓器的工作頻率,那么變壓器鐵芯的體積便可以大幅度縮小,重量減輕,并且提高電源的效率,降低各種損耗。所以,自從七十年代以來,高頻電源的發展非常迅猛。但另一方面,工作頻率的提高會導致變壓器鐵芯鐵損的急劇增大。要解決這個問題,一是降低鐵芯的工作磁感,二是采用更好的軟磁材料。通常,高頻變壓器鐵芯不能再使用硅鋼片,而是要用損耗更小的鐵鎳合金(坡莫合金)、鐵氧體或者非晶合金。
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