中磁鐵芯,卷鐵芯變壓器的環(huán)形結(jié)構(gòu)具有獨特優(yōu)勢。通過將硅鋼帶連續(xù)卷繞形成閉合磁路,所以無接縫設(shè)計使磁阻大幅降低,車載空載電流比疊片鐵芯減少60%以上。卷繞過程中需把控張力均勻(通常50-100N),并且確保每層鋼帶緊密貼合,間隙不超過。卷鐵芯成型后需進(jìn)行退火處理,除掉卷繞應(yīng)力,溫度把控在750-800℃,保溫4-6小時,使磁性能原始穩(wěn)定。由于無法拆解,卷鐵芯維修難度較大,更適合結(jié)構(gòu)緊湊的配電變壓器,容量多在1000kVA以下。 鐵芯磁路閉合程度關(guān)聯(lián)磁場利用率。烏蘭察布坡莫合晶鐵芯
風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變壓器鐵芯的抗電壓波動設(shè)計。采用寬磁導(dǎo)率范圍硅鋼片,在額定電壓±15%波動時,磁導(dǎo)率變化率把控在10%以內(nèi),確保輸出電壓穩(wěn)定。采用 0.1mm 厚納米晶帶材卷繞,磁導(dǎo)率在 10kHz 時仍保持 80000 以上,比硅鋼片高 3 倍。鐵芯柱采用階梯形截面,從中心到外層截面積逐漸增大,適應(yīng)邊緣磁場分布特性,降低局部損耗。設(shè)置過電壓保護(hù)間隙(距離5mm),當(dāng)電壓突升20%時自動放電,避免鐵芯飽和。需通過1000次電壓驟升驟降試驗(每次變化10%,持續(xù)1秒),鐵芯無過熱現(xiàn)象。 烏蘭察布坡莫合晶鐵芯指南針傳感器依賴鐵芯感知地磁場變化。
車載逆變器鐵芯需滿足振動環(huán)境要求,逆變器鐵芯的環(huán)形結(jié)構(gòu)有利于磁路優(yōu)化。確保每層材料緊密貼合,間隙不超過 0.01mm。鐵芯與外殼之間采用橡膠減震墊,硬度50±5Shore,厚度5-8mm,可吸收80%以上的10-2000Hz振動能量。夾件采用高強(qiáng)度鋼,螺栓預(yù)緊力達(dá)800-1000N,防止長期振動導(dǎo)致松動。鐵芯的固有頻率需避開發(fā)動機(jī)振動頻率(20-50Hz),通過調(diào)整鐵芯質(zhì)量和剛度,使固有頻率高于60Hz。在振動測試中(加速度10g,10-2000Hz),鐵芯的位移量需把控在以內(nèi)。
逆變器鐵芯的退火工藝直接影響磁性能穩(wěn)定性。通過連續(xù)卷繞形成的環(huán)形鐵芯,無接縫設(shè)計使磁路連貫,空載電流比疊片式鐵芯減少 50% 以上。冷軋硅鋼片需在800-850℃進(jìn)行退火,保溫5小時,使晶粒定向生長,磁導(dǎo)率提升30%。退火爐內(nèi)的氮氣純度需達(dá),氧含量超過50ppm會導(dǎo)致表面氧化,增加片間電阻。非晶合金鐵芯的退火溫度較低,約350-400℃,但需精確把控降溫速率(5℃/min),過快會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。經(jīng)過優(yōu)化退火的鐵芯,在-40℃至120℃的溫度循環(huán)中,磁性能變化率可把控在8%以內(nèi)。 鐵芯的絕緣等級決定使用環(huán)境;
高溫環(huán)境用逆變器鐵芯的材料選擇特殊。在150℃以上工況中,選用鐵鈷釩合金,其在200℃時磁導(dǎo)率保持率仍達(dá)90%。絕緣采用云母帶(厚),耐溫等級C級(220℃),在200℃下?lián)舸╇妷骸?kV。鐵芯與外殼之間填充導(dǎo)熱硅脂(導(dǎo)熱系數(shù)(m?K)),加速熱量傳導(dǎo),使高溫下效率下降不超過2%。低溫逆變器鐵芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計需考慮收縮。在-40℃以下環(huán)境中,采用鎳含量36%的鐵鎳合金,線膨脹系數(shù)此×10??/℃,是硅鋼片的1/5。鐵芯與外殼之間預(yù)留間隙,防止低溫收縮導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形。絕緣材料選用耐低溫環(huán)氧膠,玻璃化溫度-65℃,在-50℃時剪切強(qiáng)度仍保持6MPa以上,確保疊片牢固。 鐵芯表面的絕緣涂層起到隔離作用;順德ED型鐵芯
鐵芯的退磁處理可延長壽命?烏蘭察布坡莫合晶鐵芯
鐵氧體鐵芯在高頻逆變器中表現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率在10kHz時可達(dá)8000,是硅鋼片材料的5-8倍,適合30kHz以上的高頻場景。但其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度是較低的,大概約設(shè)計時磁密需把控在以內(nèi),避免飽和導(dǎo)致的損耗激增。鐵氧體的居里溫度約230℃,當(dāng)工作溫度超過120℃時,磁性能開始明顯衰減,因此需限制溫升在60K以內(nèi)。這類鐵芯多為環(huán)形或罐形結(jié)構(gòu),磁路閉合性好,漏磁比硅鋼片材料鐵芯減少40%,在通信逆變器中能減少對信號的干擾。 烏蘭察布坡莫合晶鐵芯