变压器铁芯是承担磁场变化所产生的磁场功率的主要部分。铁芯的材料选择直接影响到变压器的效率和成本。目前常用的铁芯材料有普通冷轧硅钢片、高磁导冷轧硅钢片、非晶合金等。
普通冷轧硅钢片具有磁导率低、矫顽力高等特点,因此有较大的铁损和铜损,而高磁导冷轧硅钢片则具有磁导率高、矫顽力小等特点,相应的铁损和铜损则更小。此外,非晶合金虽然市场份额较低,但它具有更高的饱和电流、更低的磁滞,因此可以实现更高的变频器功率。
铁芯的形状和构造方式也会影响到变压器的铁损。例如,一些大功率变压器采用五边形或八边形铁芯,这样可以提高磁通的密度分布,减小磁通密度极值从而降低铁损。
另外,铁芯的加工精度、交叉面积、厚度和层间绝缘等也会影响到磁通的分布和损耗。
变压器的铁损一般随着磁通密度的提高而增加。这是因为磁通密度越高,铁芯所承担的磁通量也就越大,因此单位时间内的能量损失也就越高。同时,高磁通密度还容易引起铁芯饱和,导致进一步增加损耗。
因此,在变压器设计时需要合理控制磁通密度。一般来说,变压器在额定负载下的磁通密度应该控制在1.6 T以下,而工作过程中的瞬时磁通密度则不应超过1.8 T。
温度也是变压器铁损的重要影响因素。铁芯材料的电阻率随温度的升高而增加,因此铁芯的损耗也会随之增加。此外,随着温度的升高,铁芯的饱和磁感应强度也会逐渐降低,从而引起铁芯的铁损和铜损漏损的增加。
因此,在变压器的使用和设计过程中,应该注意合理控制变压器的温度。在设计时需要考虑散热措施,避免变压器过载等问题。