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软磁材料及器件
[发布时间]:2009年5月14日 [来源]: [点击率]:5235
【导读】:     所谓软磁材料,特指那些矫顽力小、容易磁化和退磁的磁性材料。所谓的软,指这些材料容易磁化,在磁性上表现“软”。软磁材料的用途非常广泛。因为它们容易磁化和退磁,而...

 

    低频变压器:工作频率较低(例如低于1KHz)一般地,工作点较低时电流和电压都是正弦波。由于频率低,铁芯损耗不大,所以铁芯的工作磁感可以设计得比较高。因此这时需要高饱和磁感的软磁材料作铁芯,例如硅钢。硅钢片作为配电变压器铁芯时,工作磁感可以达到1.4T以上。铁基非晶合金作为变压器铁芯时,工作点可以达到1.3T。为了提高变压器效率,要求铁芯材料的铁损低,同时要求材料导磁率高,以减小初级线圈的激磁电流,降低因线圈电阻带来的损耗(称为铜损)。
    高频变压器:随着技术的进步,高频电源已经大量应用。之所以发展高频电源,是因为传统的工频电源效率不高。从电磁感应原理不难推出,变压器铁芯所能够传输的功率与磁通变化的频率成正比。因此,如果提高变压器的工作频率,那么变压器铁芯的体积便可以大幅度缩小,重量减轻,并且提高电源的效率,降低各种损耗。所以,自从七十年代以来,高频电源的发展非常迅猛。但另一方面,工作频率的提高会导致变压器铁芯铁损的急剧增大。要解决这个问题,一是降低铁芯的工作磁感,二是采用更好的软磁材料。通常,高频变压器铁芯不能再使用硅钢片,而是要用损耗更小的铁镍合金(坡莫合金)、铁氧体或者非晶合金。
    2、 滤波电感、扼流圈及电抗器:
    在稳压电源和开关电源中,为了消除晶体管整流产生的巨大纹波、得到平滑的直流输出而使用的器件。我们知道,电感就是一个通交流电的螺线管线圈(可以含有铁芯)。由于线圈在通电的瞬间会产生感应电压,而该感应电压的反向是反抗所通电流形成的磁通,因此电感器件对变化的电流存在一种阻碍作用,使其不能通过,这称为感抗。所通信号变化越快,感抗就越大,因此电感器件的特点是信号的频率越高,器件对该信号的阻碍就越强。如果对电感通上一个直流信号,那么器件对信号没有阻碍。电感器件对交流电的阻碍作用使用在电源上,安装在整流后的电路中,可以挡住交流信号,而让直流信号通过,仿佛是把交流信号过滤掉了。所以,电感(或者电感和其它元器件的组合)又称为滤波器。
    因为电感铁芯工作在交直流叠加状态,所以铁芯不但要承受交流信号的磁化,而且还有直流电流的磁化(称为偏磁)。这时,铁芯既要有较高的导磁率,用来产生电感量,以阻止交流信号的通过,又要防止因直流信号的偏磁导致铁芯被磁化到饱和。为了做到这一点,经常采用的手段是把铁芯切口,这样可以使铁芯在较大直流电流磁化时不饱和。另外就是采用粉末做的铁芯。粉末铁芯一般是用软磁材料的粉末和粘接剂、绝缘剂压制成的。由于粉末颗粒之间被粘接剂和绝缘剂隔离开来,铁芯虽然被压制成了一个整体,但实际上磁路是断开的,就好象在铁芯的磁路上开了许多小小的切口,这样也就防止了铁芯被磁化饱和。
 

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