变压器铁心材料的发展
变压器铁心制造工艺探讨研究
变压器铁心制造工艺探讨研究1. 引言1.1 背景介绍变压器是电力系统中不可或缺的设备，用于电压的升降和功率的传递。
而变压器铁心则是变压器的核心部件，承担着支撑线圈、传导磁力线等重要功能。
随着电力系统的发展和需求的提高，对变压器铁心的制造工艺也提出了更高的要求。
传统的变压器铁心制造工艺存在着一些问题，例如材料选择不合理、制造过程繁琐等，影响了变压器的性能和可靠性。
对变压器铁心的制造工艺进行深入研究和探讨，寻求优化的方案势在必行。
本文将围绕变压器铁心制造工艺展开探讨，探究材料选择、制造过程、工艺优化以及质量控制等方面的内容，旨在提高变压器铁心的生产效率和质量，满足电力系统对变压器的需求。
希望通过本文的研究，能够为变压器铁心的制造工艺提供一定的参考和借鉴，促进相关领域的发展和进步。
1.2 研究意义变压器作为电力系统中的重要设备，其性能直接影响着电力传输和分配的效率和稳定性。
变压器铁心作为变压器的核心部件之一，对于变压器的性能具有至关重要的影响。
对变压器铁心制造工艺进行探讨研究具有重要的意义。
通过深入研究变压器铁心制造工艺，可以探讨如何提高生产效率，降低制造成本，提高产品质量，从而促进变压器行业的发展。
对变压器铁心材料选择进行研究，可以指导生产厂家选择更合适的材料，提高产品的可靠性和使用寿命，确保电力系统的稳定运行。
对变压器铁心制造过程进行优化研究，可以提升生产工艺水平，减少资源浪费，降低能耗，实现可持续发展。
通过对变压器铁心质量控制的研究，可以确保产品品质稳定，提高市场竞争力，满足不同客户需求，推动行业发展。
研究变压器铁心制造工艺具有重要意义，对于促进行业技术进步和提高产品质量具有积极推动作用。
2. 正文2.1 变压器铁心制造工艺概述变压器铁心是变压器的核心部件，它直接关系到变压器的性能和稳定性。
变压器铁心制造工艺的质量直接影响着变压器的整体性能。
变压器铁心制造工艺概述主要包括材料预处理、冷冲压模、矫正、包装等工序。
变压器铁芯生产工艺
变压器铁芯生产工艺变压器铁芯是变压器的重要部件，它主要用于传导磁通，起到集中磁感线、提高效率等作用。
下面我将介绍变压器铁芯的生产工艺。
首先，铁芯的原材料通常采用硅钢片，硅钢片具有较低的磁阻和磁滞损耗，能够有效地减小变压器的磁损耗。
硅钢片的材质选用厚度在0.3-0.35mm之间，硅含量介于2%到4.8%之间。
硅钢片一般由工厂定尺剪切而来，成型后的硅钢片需要经过表面处理，常见的处理方法有喷漆、氧化、镀锌等。
接下来，根据变压器的要求，需要将硅钢片叠压成特定的形状。
这个过程通常分为数个步骤，首先是剪切，将硅钢片剪切成所需的宽度和长度。
然后，通过冲裁机将硅钢片冲出特定形状的片材。
接着，将冲切的硅钢片进行整平和处理，以保证硅钢片的平整度和垂度。
接下来是铁芯的组装工序。
将冲切好的硅钢片按照规定的方式叠压在一起，通常采用交迭堆叠的方式。
在叠压的过程中，会在硅钢片的接触面上涂上合适的绝缘材料以增加绝缘效果。
同时，为了提高铁芯的稳定性和牢固性，可以采用环绕加压的方式。
在组装完毕后，还需要对铁芯进行焊接。
焊接的位置通常选在铁芯的两端和交叉区域，以确保铁芯的稳固性和连接性。
常用的焊接方法有点焊和电阻焊。
焊接完成后，还需要对焊点进行清理和防锈处理，以确保焊点的质量。
最后，对铁芯进行一些必要的测试和质检，以确保其符合设计要求。
常见的测试项目包括尺寸精度、表面质量、绝缘电阻、绝缘强度等。
只有通过测试的铁芯，才能投入到变压器的组装生产中去。
综上所述，变压器铁芯的生产工艺包括硅钢片的加工和处理、铁芯的叠压和焊接、以及对铁芯的测试和质检。
这些工艺环节都需要严格控制和操作，以确保铁芯的质量和性能。
变压器设计及磁芯相关资料
磁性器件中磁芯的选用及设计开关电源中使用的磁性器件较多，其中常用的软磁器件有：作为开关电源核心器件的主变压器(高频功率变压器)、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖峰信号抑制器等。
不同的器件对材料的性能要求各不相同，如表所示为各种不同器件对磁性材料的性能要求。
(一)、高频功率变压器变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等。
变压器的设计公式如下：P=K*f*N*B*S*I×10-6T=hc*Pc+hW*PW其中，P为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积;B为工作磁感;I为电流;T为温升;Pc为铁损;PW为铜损;hc和hW为由实验确定的系数。
由以上公式可以看出：高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。
但B值的增加受到材料的Bs值的限制。
而频率f可以提高几个数量级，从而有可能使体积重量显著减小。
而低的铁芯损耗可以降低温升，温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。
一般来说，开关电源对材料的主要要求是：尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性，有些用途要求较高的矩形比，对应力等不敏感、稳定性好，价格低。
单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限，对材料磁性的要求有别于前述主变压器。
它实际上是一只单端脉冲变压器，因而要求具有大的B=Bm-Br，即磁感Bm和剩磁Br之差要大;同时要求高的脉冲磁导率。
特别是对于单端反激式开关主变压器，或称储能变压器，要考虑储能要求。
线圈储能的多少取决于两个因素：一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L，另一个是工作磁场Hm或工作电流I，储能W=1/2LI2。
这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率，常为宽恒导磁材料。
对于工作在±Bm 之间的变压器来说，要求其磁滞回线的面积，特别是在高频下的回线面积要小，同时为降低空载损耗、减小励磁电流，应有高磁导率，最合适的为封闭式环形铁芯，其磁滞回线见图所示，这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中。
中频变压器铁芯材料
中频变压器铁芯材料
中频变压器铁芯材料
中频变压器是一种重要的电子元器件，被广泛应用于计算机、通讯、汽车、工业控制等领域。
铁芯作为中频变压器的核心部件，起到了关键的作用。
铁芯材料的选择直接影响中频变压器的工作效率、能耗以及长期运行稳定性。
目前，常见的中频变压器铁芯材料有二氧化硅铁芯、氟化镍铁芯和氧化铁铁芯三种。
二氧化硅铁芯是一种传统的铁芯材料，具有高磁导率、低磁滞损耗等优点。
然而，由于其存在着高热膨胀系数、易湿润等缺点，二氧化硅铁芯的应用已经逐渐受限。
氟化镍铁芯是一种新型的铁芯材料，具有高磁导率、低磁滞损耗、低热膨胀系数、抗潮湿等优点。
尤其在高温环境下，氟化镍铁芯表现突出，有望成为中频变压器铁芯的主流材料。
氧化铁铁芯是一种焙烧后具有高磁导率、低磁滞损耗的铁芯材料。
相比于二氧化硅铁芯，氧化铁铁芯具有更低的热膨胀系数，因此在高温
环境下具有良好的稳定性和可靠性。
总的来说，不同的铁芯材料各有利弊。
现在，在新材料不断涌现和需求不断变化的情况下，如何选择最佳的铁芯材料，需要根据具体的应用场景和实际需求进行综合考虑。
同时，从环保的角度考虑，对铁芯材料的再利用和回收也有重要的意义。
干式变压器铁芯介绍
干式变压器铁芯介绍英文回答：Dry-type transformers, also known as cast resin transformers, are a type of transformers that do not require the use of liquid coolant for heat dissipation. Instead, they use a solid insulation material, typically epoxy resin, to protect the windings and the core. The core of a dry-type transformer is made of laminated iron sheets, which are stacked together to form a closed magnetic circuit. This iron core is responsible for transferring the magnetic flux from the primary winding to the secondary winding.One advantage of dry-type transformers is that they are more environmentally friendly compared to oil-filled transformers. Since they do not contain any liquid coolant, there is no risk of oil leakage or contamination. This makes them suitable for indoor installations, where fire safety and environmental concerns are important. Dry-typetransformers are commonly used in commercial buildings, hospitals, data centers, and other locations where fire safety is a priority.Another advantage of dry-type transformers is their compact and lightweight design. The absence of liquid coolant allows for a smaller and lighter construction, making them easier to transport and install. This is particularly beneficial in areas where space is limited or where the transformer needs to be installed in a high-rise building. The compact design also allows for better heat dissipation, resulting in higher efficiency and lower operating temperatures.Dry-type transformers are also known for their excellent thermal performance. The solid insulation material used in these transformers has a high resistance to thermal degradation, ensuring long-term reliability and durability. Additionally, the absence of liquid coolant eliminates the risk of dielectric breakdown, which can occur in oil-filled transformers. This makes dry-type transformers suitable for applications with high ambienttemperatures or where frequent overloads are expected.In conclusion, dry-type transformers are a reliable and efficient solution for electrical power distribution. They offer several advantages, including environmental friendliness, compact design, and excellent thermal performance. These transformers are widely used in various industries and applications, providing a safe and efficient power supply.中文回答：干式变压器，也称为浇注树脂变压器，是一种不需要液体冷却剂进行散热的变压器。
变压器铁芯中磁通的变化
变压器铁芯中磁通的变化
变压器是一种常见的电气设备，用于改变交流电的电压。
在变压器中，铁芯扮演着至关重要的角色，它能够有效地传导磁通并实现电压的传递和变换。
铁芯中磁通的变化对于变压器的性能有着重要的影响。
首先，当交流电流通过变压器的一侧线圈时，产生的磁场会在铁芯中形成磁通。
这些磁通会穿过铁芯并传导到另一侧的线圈中，从而产生感应电动势，从而实现电压的变换。
当输入电压改变时，铁芯中的磁通也会随之变化，这种变化可以通过磁通密度来描述。
其次，铁芯中磁通的变化会影响变压器的工作效率和性能。
当磁通密度增加时，铁芯中会产生磁滞损耗和涡流损耗，这会导致铁芯发热并影响变压器的效率。
因此，在变压器的设计中，需要充分考虑铁芯的材料和结构，以尽量减小磁通变化对性能的影响。
另外，铁芯中磁通的变化还会影响变压器的电磁兼容性。
磁通的变化会产生电磁辐射和干扰，可能影响周围的电子设备和通信系统。
因此，在变压器设计中，需要采取措施减小磁通变化对周围环境的影响，如采用屏蔽罩和减小磁通密度等方法。
总之，铁芯中磁通的变化对于变压器的性能和工作稳定性有着重要的影响。
在变压器的设计和应用中，需要充分考虑铁芯中磁通的变化规律，以确保变压器能够稳定、高效地工作。
铁芯的作用
铁芯的作用
铁芯是电力变压器和电感器最重要的部分之一，用于增强电磁感应效果、提高电能转换效率。
它是由铁、硅和铝等材料制成的磁性材料。
铁芯的作用在于提供一个磁路，使磁通线能够有效地穿过线圈，从而实现电能的传输和转换。
铁芯的主要作用之一是增强磁通。
在电力变压器和电感器中，线圈中产生的磁场要通过铁芯传递到外部，铁芯能够有效地集中和增强磁场。
铁的磁导率较高，因此使用铁芯能够减少磁场的漏磁，提高磁通密度，使电能传输更加高效。
另一个重要的作用是减少能量损耗。
当交流电流通过线圈时，会在铁芯中产生涡流和焦耳热，这会导致能量损耗。
为了减少这种损耗，通常在铁芯表面涂覆一层绝缘漆或安装一个绝缘环，这样能够有效地降低涡流和焦耳热的产生。
铁芯的材料也要选择具有低电阻和低磁滞损耗特性的材料，以进一步减少能量损耗。
除了以上两个作用，铁芯还能够提高变压器的耐压性能。
当发生过电压冲击时，铁芯能够提供额外的磁场导向和支撑，防止绝缘击穿，确保设备的安全运行。
此外，铁芯还能够起到屏蔽作用。
在高频电磁场中，铁芯能够吸收和屏蔽磁场，减少对周围环境和其他电子设备的影响。
总的来说，铁芯在电力变压器和电感器中起着至关重要的作用。
它能够增强磁通、提高转换效率，减少能量损耗，提高耐压性
能，同时还能起到屏蔽作用。
因此，在设计和制造这些设备时，必须选择合适的铁芯材料和结构，以确保设备的效率和可靠性。
变压器铁芯材料选择
变压器铁芯材料选择在电力系统中，变压器是一种重要的电力设备，用于调整电流的电压或频率。
而变压器的铁芯材料选择对其性能和效率有着重要的影响。
本文将探讨变压器铁芯材料的选择问题。
1. 引言变压器是电力系统中常见的设备，它将高电压转换为低电压（或相反），以便在输电和分配中传输电能。
变压器的性能直接取决于其铁芯材料的选择，铁芯材料的优劣将直接影响变压器的损耗和效率。
2. 铁芯材料的要求铁芯材料是构成变压器重要组成部分的电磁材料，主要用于传导和集中磁场。
因此，选择合适的铁芯材料必须满足以下要求：2.1 高磁导率：铁芯材料应具有较高的磁导率，以便有效地传导磁场。
2.2 低磁滞损耗：铁芯材料的磁滞损耗应尽可能小，以减少能量损失。
2.3 低剩磁：铁芯材料在磁场消失时应具有低剩磁，以避免变压器损耗和噪音。
2.4 良好的导热性：良好的导热性可以帮助散热，减少变压器的温升。
2.5 低成本：铁芯材料应具有相对较低的成本，以降低变压器的制造成本。
3. 可选的铁芯材料根据上述要求，以下是几种常见的变压器铁芯材料选择：3.1 硅钢片：硅钢片是最常用的变压器铁芯材料之一。
硅钢片具有高磁导率、低磁滞损耗和低剩磁，同时也具有较好的导热性能。
此外，硅钢片成本相对较低，易于加工和制造，在变压器领域被广泛采用。
3.2 钎焊铁粉：钎焊铁粉是一种高导磁性材料，具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
相比硅钢片，它的导热性能较差，但成本较低，适用于一些较小功率或经济性要求较高的变压器。
3.3 钙硅钢片：钙硅钢片是一种经过特殊处理的硅钢片，通过添加少量的钙和硅元素来提高其磁导率和磁滞损耗特性。
这种材料相对于普通硅钢片具有更高的导磁性能，但也伴随着更高的成本。
3.4 铸铁：铸铁是一种低成本的铁芯材料，但其磁导率较低，磁滞损耗和剩磁相对较高，不适用于高要求的变压器。
4. 铁芯材料选择的考虑因素在选择合适的铁芯材料时，还需要考虑以下因素：4.1 功率和应用场景：不同的变压器功率和应用场景对材料的要求不同，需根据实际需求选择合适的铁芯材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
变压器铁心材料的发展
变压器铁心材料的发展
创建时间：2008-08-02
第一节铁心用软磁材料
铁心是电机、变压器的重要部件。电机、变压器铁心对材料
的基本要求是，在一定频率及磁通密度下具有低的铁心损
耗，和在一定磁场强度下具有高的磁通密度。在电机、变压
器的发展过程中，曾经采用和目前应用的铁心材料有：1.纯
铁、软钢和无硅钢；2.硅钢片；3.铁镍合金（坡莫合金）；4.
铁铝合金；5.非晶态合金；6.微晶合金。下面分别介绍这些
材料的发展情况。
纯铁、软钢及无硅钢
最早的电机铁心是直棒形或马碲形的纯铁棒。1837年，斯特
金（，1783～1850）首先用纯铁丝制作电机铁心。1870年，
A.佩勒斯等人首先用软铁片制作铁心。1879年，爱迪生发明
软钢片叠成的铁心。
最早的变压器铁心（感应线圈铁心）是用铁棒做成的，后来
又改用铁丝制作铁心。1885年，匈牙利岗茨工厂开始采用薄
铁带作变压器铁心；1887年，岗茨工厂出现用软铁片叠成的
变压器铁心。19世纪90年代及以后，用软铁片叠成的变压
器铁心逐渐推广。同时一些工厂用软钢片取代软铁片，制成
变压器铁心。
但是，在19世纪末及20世纪初，用软铁或软钢制造的铁心
存在三大问题。一是当时薄铁片（薄钢片）的价格昂贵，制
约了它的推广；二是铁心损耗大，发热严重；三是“
铁心老化”问题曾使许多人伤透脑筋，人们发现，电
机、变压器运行一段时间后，铁心损耗迅速增加，发热更为
严重，迫使人们有时不得不更换铁心或整台电机、变压器，
这一问题给当时迅速发展的交流系统投下了巨大的阴影。针
对“铁心老化”问题，许多人进行了大量的研究、
试验工作，直到1895年才基本搞清了它的机理，知道影响
铁心老化的主要因素是运行温度。
总之，由于软铁或软钢具有导磁性高，矫顽力低、价格低廉、
工艺性好等优点，因此在1900年硅钢片发明前及20世纪初
一段时间里，电机、变压器铁心多是采用热轧低碳软钢片或
电磁纯铁片冲制而成的。但是，软铁及软钢存在电阻率低、
涡流损耗大，特别是“铁心老化”严重等先天不
足，因此在硅钢片实现工业化生产后，逐渐退出了大部分电
机及变压器铁心领域。
尽管如此，人类仍孜孜不倦地对软铁、软钢进行改进。特别
是希奥弗（Cioffi）和因森（Yensen）研究发现，纯铁在高温
氢中进行除杂质处理后可以显着改善磁性能，使纯铁的u0
达到20000，um达到340000。1940年后许多国家又推广真
空冶炼法，改进轧制和热处理工艺、使软铁、软钢的性能有
所改善，使它们在硅钢片风行全球的时候仍在某些小型电机
变压器铁心中有所应用。特别是从50年代末期开始，情况
开始发生变化。美、日、苏、英等从经济性和实际用途考虑，
采用新的冶炼、轧制退火工艺，又开始大力发展冷轧无硅低
碳电工钢片和电磁纯铁电工片。美国从50年代末期开始用
无硅电工钢片取代一般的低硅钢片，用于生产日用电器、分
马力电机和一部分小电机，1972年，美国无硅钢片的用量已
占电工钢片总量的50%。苏联60年代后开发出ЭO00～Э
O300牌号的无硅钢片，推广用于小型电机、电器中；英国无
硅钢片发展很快，80年代初的产量与硅钢片持平；日本无硅
钢片使用较少，一些不太重要的产品则多采用低级硅钢片。
无硅电工钢片具有价格低、冲制性能好、磁感高等优点，其
最明显的缺点是损耗太高，从而大大限制了它的应用场合，
所在在70年代能源危机后，无硅钢片的生产又逐渐回落。
2硅钢片
1822年，着名瑞典化学家伯尔瑟利乌斯（，1778～1848）首
先制取出了硅（Si）。1889年，英国人巴莱特（）、布朗（）
和哈德菲尔德（）开始研究各种二元系和三元系合金的磁性
能和电气性能。他们在研究中发现，在软钢中加入硅（Si），
可以提高钢的电阻系数，降低钢的涡流及磁滞损耗，而且钢
片的衰老现象也有改善。1900年，他们在《》上发表文章，
介绍了研究成果，引起人们注意。1903年，美国开始生产这
种加有硅的钢片，并称它为“Stalloy”（硅钢片）。
同年，德国也开始生产硅钢片。不久，法国、英国、意大利
等也开始生产硅钢片，苏联在1915年、日本在1924年开始
生产硅钢片。
热轧硅钢片
早期硅钢片是热轧硅钢片，含硅量较低，一般Si含量为1～
2%（B级），多用于电动机中。以后硅含量增加，1929年日
本开始生产变压器用T级硅钢片（Si含量4～%）。由于早期
生产工艺不成熟，硅钢片的损耗较高。图1为1932年热轧
硅钢片的损耗-磁通密度（W-B）曲线。1954年，开始制造采
用焊接工艺将硅钢板焊成卷状的硅钢片，从而使连续加工成
为可能。
图1 1932年热轧硅钢片的损耗（W）-磁通密度（B）曲线
（B级含Si1～2%；T级含Si4～%）
1954年后，随着冷轧硅钢片的出现，热轧硅钢片产量逐渐降
低。美国60年代停止热轧硅钢片生产，1967年日本停止生
产热轧硅钢片，英国、法国也于70年代淘汰了热轧硅钢片。
美国、英国、日本30、40年代热轧硅钢片的性能比较见表1。
美国 Alieg-heny
Arma-ture
Elect-rical
Dynamo
Super Dynamo
Dynamo Special
Transf
"D"
Transf
"C"
Transf
"B"
Transf
"A"
Transf
"A-1"
Transf
"AA"
Armco
Arma-ture
Electric
Special
Electric Interm-ediate
Transf Trancor
2
Trancor
3
Trancor
4 Trancor
6
AISI
M-43 M 36
M-27 M-22 M-19
M-17
M-15 M-14
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
15,400
16,300
17,330
15,300
14,300
15,120
16,200 15,050
15,850 14,750
15,650
14,450
15,150
16,600
14,450
15,150
16,600 14,000
14,780
15,600
固有电阻率
μΩcm
22
28
45 53 54
65
68 68
含硅量
%
日本 B
C
D T145
T135 T120
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
B300
14,800
15,800
16,900
19,200
14,700
15,700
16,700
19,000
14,400
15,400
16,400
18,700 13,900
14,900
15,900
18,200
13,900
14,900
15,900
18,200 13,900
14,900
15,900
18,200 英国 C B
A
铁损
W10/50
W15/50
磁化特性
B25
B50
B100
B300 14,300
15,200
16,100
18,700 14,300
15,200
16,100
18,700
14,300
15,200
16,100
18,700
精心搜集整理，只为你的需要