国内变压器研制新进展

内选 择和 采购 ，形成 买方 市 场 。处 于 中间 位置 的 电子 变压 器 行业 ，只有 走技 术
创 新 之 路 ，才 能摆 脱 这 种 两 头 受 气 的 困境 。然 而 ，在 成 熟 的 电子 变 压 器 行业
里 ，技 术 创新 比 较困 难 。但是 每 一个 细 Ｊ 环节 的改 进 ，就 可 以带来 新 的理 念和 Ｊ ＼
近 年 来另 一值 得 注 意 的发 展 趋 势 ，是 选 用温 度 指 数 高 、 耐热 等 级 高的 １ ０ 聚 亚 胺 ０ＺＹ 包 线和 ２ ０ ８ 漆 ２ 聚 亚 胺 ＱＹＺ 漆 包 线 ，导线 允 许的 电流 密度 增 大 ，导 线 直 径减 少 ，用铜 量
减 少 ，铁 心 窗 口 面 积减 少 ， 铁 量 也 同 时 减 少 ，可 以降 低 整 用
和 导 电材 米 ） 格 上 涨 。 因此 ，如 何减 小 体 积和 重量 ，如 何 降低 成 本 ，成 为 近 斗价
年 来 电子 变压 器 发展 的主 要 方向 。
硅钢 是 工频 电源中 电 子变 压 器大 量使 用 的铁 心 材料 。要减 少 电子 变压 器 中 的铁 心 用 量 ，必 须 提 高硅 钢 的工 作磁 通 密 度（ 工作 磁 密） 。硅 钢 的 工作 磁密 既 决
限 以 下 ，就 有 可能 保 持软 磁 特 性 ，又减 少 各 种 高频 率 损 耗 ，
我 国 从 事 电 子 变 压 器 研 究 、开 发 生 产 的 单 位 已 超 过 ２ ０ 家 ，世 界 上 最 大 的 电子 变 压 器 生产 厂 家 美 国 普思 公 司 ００ 和 世 界 上 最 大 的 软 磁 铁 氧 体 生 产 厂 家 日 本 ＴＤＫ公 司 都 在 我
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近 年来 ，随 着 电 力系 统 要 求减 少输 八和 输 出 谐 波 ，提 高
网 侧 功率 因数 ，实现 “ 绿色 变 换 ” 的呼 声 日 益高 涨 ，国 内外
开 展 了 “ 力 电 子 变 压 器 ” 的 研 究 ，才 兴 起 了研 究 开 发 热 电 潮 。研究 如 何 用 电力 电 子 技术 对 电 力进 行 变 换和 控 制 ，用 电 力 电 子变 压 器 代替 传 统 的 电磁 式 配 电变 压 器 。现 在 已有 单 相 变 换 和三 相 变 换等 多 种 电 路形 式 ，这 种 电力 电子 变 压器 不 但
磁 导 率低 ，居 里 温度 低 ，是 它 的几 大 弱 点 。尤 其 是居 里 温 度 低 ，饱 和 磁 密８。 单位 体 积 功 率 损 耗Ｐ 和 都 会 随 温 度 变 化 。 温 度 上 升 ，日。 降 ，尸。开 始 下 降 ，到 谷 点 后 再 升 高 。因 此 下 在 高 温 条 件 下 ，只 要 Ｂ。 持较 高 水 平 ，就 可 以把 工 作 磁 密 保
体 成 本 。特 别 是 对要 求 体 积小 的 高 频小 功 率 电源 变 压 器 ，采 软 磁 铁 氧体 是 中 、高 频 电源 中 电 子变 压 器 大 量使 用 的 铁 用 耐 热性 更 好 的漆 包 线 ， 能 显 出技 术 经济 效 益 。 更
心材 料 ，和 金 属 软磁 材 料 相 比 ，软 磁 铁 氧体 的 饱 和磁 密 低 ，
一
个字 母 ，简称 Ｓ Ｍｃ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 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 后 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 分 子材 料 作 粘 接剂 和 硬 脂 酸等 作 润 滑 剂 。
例 如 ，汽 车 用 电 子设 备 中 的 高 频 电子 变 压器 ，在 外 界 温 度 条 件 变化 大 和发 动 机 室 发热 的 高 温 条件 下 工 作 ，就 必 须 采 用高温高饱和磁密软磁铁氧体 。软磁复合材料（ ＳＭＣ） 上 是 世 纪９ 年 代开 发 出 来的 新 型 软磁 材 料 ，其出 发 点是 想 把 金属 Ｏ 软 磁 材 料 的 工 作 频 率 向 ＭＨＺ 和 ＧＨｚ 扩 展 ， 因此 将 金 属 级 级 软 磁材 料 与 其他 高 电阳材 料 ，如 石 英 、陶 瓷 、高 分 子 材 料等 复合 在 一 起 ，只 要 控 制金 属 软 磁材 料 的 体 积 百分 数 在 指 定极
严 格 要求 。
近 年来 ，取 向和 无 取 向冷 轧 硅钢 价 格 上涨 ，卷绕 式 环 形铁 心相 比于 Ｒ 、 型 ｃＤ型和 Ｅｊ 心 ，由 于消 耗 材料 少 ，可 以节 约２ ％ 以 上的 铁 心材 料 成 本 ，扩 型铁 ０ 大 了 电子 变压 器 中的 使 用范 围 。卷绕 式环 形铁 心 可以 充分 发 挥取 向冷 轧 硅钢 的 性 能 ，与 无取 向 冷 轧 钢相 比 ，工作 磁 密 要 高 得 多 。 同时 不像 Ｒ 、ＣＤ 和 Ｅ 型 型 Ｉ
多 ，是 一 种充 分 发挥 铜 和 铝效 果 的 复合 材 料 。
作为 电子 变压 器 一 大 类 的工 频 变压 器 ，采 用 工作 磁 密 高 的铁 心 材 料 后 ，可 以不 减 少 铁 心截 面 和 体积 ，而 是 减 少线 圈
匝数 ，减 少用 铜 量 。在 现 在 铜材 价 格 远 远 高于 铁 心材 料 的 情 况下 ，可 能是 更好 的 一 种 设计 改 进方 案 。
新 的产 品 。
走 技 术 创 新 之 路 ，要 时 刻 记住 要达 到 的 目的 。现 在 的 电 源 产 品 ，普 遍 以 “ 、薄 、短 、Ｊ ”为 特 点向 小型 化 和便 携化 发 展 。 电子变压 器必 须适 应 作为 轻 Ｊ ＼
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 （ 心 材 料 铁
定于 饱 和磁 通 密度 ，又决 定于 损 耗 。因为 效 率是 电子变 压器 的 重 要性 能指 标 ，
现在 ，为 了节 能 ，许多 电 源产 品 都提 出待 机 损耗 要 求 。电 子变 压器 的 铁心 损耗
是待 机 损耗 的主 要 组成 部分 ，因 此 ，都对 电子变 压器 的 效 率或 损 耗提 出明 确的
可 以 用于 高 压 大 电流 电 力领 域 ，也可 以 用 于 高压 或低 压 小 电 流 领 域 ，例 如 一些 高 压 电源 发 生器 和 小 功率 调 压 电源 等 。
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日 选 得 高一 些 ，从 而 减 少 线 圈 匝 数 ，降 低 用 铜 量 和 成 本 。
高温 高 饱和 磁 密 软磁 铁 氧 体材 料 ，还 可 以扩 大 电 子变 压 器 使 用 的 温度 上 限 到 １ Ｏ ℃甚 至 １ Ｏ 。 ２ ℃ ５
６０ ００
现 在 ，国 内正 在 开发 用 于 电源 中 电子 变 压 器 的 各种 铝 导
线 。 一些 企 业 已 经开 发 出 铜 包铝 导 线 ，铜线 在 外 层 ， 占面 积 １ ％ ，总 比 重 为３． ３ ５ ６ ｇ／Ｃｍ３，考 虑 趋 表 效应 和 邻 近 效 应 ，
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型 的 铁心 那 样 ，可 以充 分利 用 硅 钢 材料 ，不 会有 边 角 废 料
材 料 利用 率 可 以达 到９ ％ 以 上 。 ８
这 种铜 包 铝 导线 的 电 阻率 比纯 铝 线会 小 不 少 ，而 成本 增 加 不
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国 内变 压器研 制新 进 展
兰 月 （ 编） 选
一
近年 来 ，电源 中 电子 变压 器 所用 的铁 心 材料 和 导 电材 料价 格连 续 上涨 ，上 游 原材 料 形成 卖 方市 场 。作 为下 游 的 电子 变压 器的 电源用 户 ，可 以在 全 球范 围
磁性 粒 子 和 非磁 性 物 体混 合 后 ，可 以经 过 绝 缘处 理 、压 制 成
形 、烧 结 等 工 艺加 工 成磁 粉 芯 ，也可 以采 用 现在 的 塑 料 工程
技术 ，注 塑 成各 种 复 杂形 状 的 磁 芯 。软 磁 复 合材 料 的 优 点是
密度 小 ，重量 轻 ，生产 效 率 高 ，成 本 低 ，产 品 一致 性 好 。缺
国设 有 生 产基 地 。世 界上 许 多 先进 的 电 子变 压 器 技术 、生产 工 艺和 产 品都 在 我 国 汇集 在 一 起 。面 对 这样 一 个 多 种化 的 平
台 ，技 术 交流 是 大 有可 为 的 。◆ （ 国 自动 化 网 ） 中
成 为 一种 新 的 软 磁 材料 ——软 磁复 合 材 料 ，取 英 文 名 称 的第
点 是 由 于 磁 粒 子 之 间 被 非 磁 性 物 体 隔 开 ，磁 性 阻 断 ，磁 导 率现 在 一 般 都 在 １ ０以内 ，最 近 报 导 通 过 纳 米 技术 和 其 他 措 ０ 施 ，已开 发 出 磁 导 率 超 过 １ ０ ０的 软 磁 复 合 材 料 ，最 大 可 达 ０