橢園形鐵芯新一類高壓變壓器

 　　比較一下：

　　(1)ED型：

　　雖然其各種性能差些，但目前因其材料成本、加工成本都很低，仍然有很大的市場(chǎng)。

　　(2)CD型：

　　由于其線圈繞制、鐵心裝配方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)，是目前應(yīng)用最廣泛一類。

　　(3)R型：

　　由于鐵心十分接近園截面和較大窗高、心柱比而以其優(yōu)異的磁性能，應(yīng)用愈來愈廣。

　　(4)OD型：

　　是最理想的鐵心形狀，沒有應(yīng)力作用，能夠再現(xiàn)鐵心材料的原有性能。目前精密軟磁合金、超微晶等軟磁材料均制造成環(huán)形鐵心就是這個(gè)道理。

　　2.橢園形鐵心

　　為了綜合這些鐵心形式的優(yōu)點(diǎn)，我們擬采用新形式的鐵心——橢園形鐵心。(見圖2)

　　a.這種橢園形鐵心，可以通過結(jié)合CD型和OD型形成一類。也可以通過結(jié)合R型和OD型形成另一類。

　　b.橢園形鐵心的磁性能和電性能與OD型一樣最理想，而且其機(jī)械制造、安裝形式又與CD型、R型一樣方便。

　　因此，如果我們精心地設(shè)計(jì)好鐵心的配套件以及安裝件，將橢園形鐵心形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，橢園形鐵心將可以成為新一類電子變壓器的鐵心。特別在用坡莫合金、非晶、超微晶等薄帶卷繞的鐵心中，橢園形鐵心的磁性能將得到充分的利用和發(fā)揮。

　　3.應(yīng)力比較

　　圖2中CD/R型鐵心應(yīng)力影響是非常明顯的，其產(chǎn)生的損耗約為總鐵損的1/3，而且隨鋼帶越薄應(yīng)力的影響越大(如超微晶鐵心，其應(yīng)力鐵損很大)。橢園形鐵心完全消除了這種應(yīng)力的影響。

　　4.高壓變壓器

　　圖3是CD/R型鐵心和橢園形鐵心卷繞線圈后比較，橢園形鐵心的窗口利用率低。但對(duì)高壓變壓器來說，這多余的窗口正好可以利用上。增大了耐壓空間，同時(shí)也消除了因拐角產(chǎn)生的尖角，使線圈的高壓與鐵心之間的電壓成梯度增長，勻場(chǎng)效果極為顯著。

　　5.準(zhǔn)橢園形鐵心

　　為了改善橢園形鐵心窗口的利用率，我們將鐵心設(shè)計(jì)成近似為橢園形，稱為準(zhǔn)橢園形鐵心(圖4)。這可以根據(jù)電壓的高、低以及用戶的實(shí)際要求來確定。

　　6.橢園形鐵心與常規(guī)鐵心

　　如果僅僅將CD/R型鐵心倒角加大(根據(jù)一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，CD/R鐵心的倒角R大于10mm以上時(shí)，才能與橢園形鐵心性能相當(dāng))，那么同樣大小的線圈就無法安裝。如果將鐵心兩端拉長，那么它就和準(zhǔn)橢園形鐵心一樣(見圖5)。

　　7.鐵心的制造

　　從上述的分析中，我們不難看出，制造橢園形鐵心并不困難，其基本設(shè)備和基本工藝與原來一樣。比如：用硅鋼制造的鐵心，只要將原來制造CD型和R型鐵心的心子換一換，即將矩形心子換成橢園形或準(zhǔn)橢園形心子就能制造了。

　為了制造高頻、高壓變壓器，我們采用不銹鋼作底筒，取代常規(guī)的心子，直接在不銹鋼底筒上繞制超微晶薄帶。這樣，增加了鐵心的有效截面，降低了漏磁，增大要繞線空間，使鐵心的性能更加完美地得到再現(xiàn)。同時(shí)，減小了變壓器的體積和重量。

　　8.按裝方式

　　臥式：采用R型鐵心相似的結(jié)構(gòu)安裝件。豎式：采用與CD型鐵心相似的結(jié)構(gòu)安裝件(如圖6)。

　　9.結(jié)論與探討

　　目前，我們對(duì)橢園形鐵心做了一些的比較試驗(yàn)。希望以后能做更多具體的工作，以更詳細(xì)的數(shù)據(jù)來說明橢園形鐵心的優(yōu)勢(shì)。雖然橢園形鐵心也有許多不足之處，如其磁路長度比常規(guī)鐵心長一點(diǎn)，鐵心的體積和重量均增加了一點(diǎn)。但從總體上來看，用橢園形鐵心制造高壓和高效率的高頻變壓器具有很大的優(yōu)勢(shì)。在同一功率、同一高電壓量級(jí)的情況下，用橢園形鐵心制造的高壓變壓器的體積和重量比常規(guī)高壓變壓器還要小一點(diǎn)。

　　最近，在國際上，有一些磁性材料和鐵心的生產(chǎn)企業(yè)也推出了用超微晶制造的橢園形鐵心系列。如：德國的VAC公司，他們不僅能制造超微晶的橢園形鐵心，而且能對(duì)鐵心進(jìn)行很好的切割，使其鐵心能得到廣泛的應(yīng)用。還有些鐵氧體生產(chǎn)企業(yè)，也同樣地制造了鐵氧體橢園形磁心系列產(chǎn)品，以迎合各種變壓器的需要。如我國的NCD(新康達(dá)磁業(yè))公司等等。

　　因此，橢園形鐵心值得在國內(nèi)的變壓器行業(yè)中推廣與應(yīng)用。特別是在高頻、高壓、高效的變壓器中更應(yīng)廣泛地推廣和應(yīng)用。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 電子變壓器手冊(cè) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社

　　[2] 新康達(dá)磁心應(yīng)用指南 NCD公司

　　[3] Advanced materials-the key to progress VAC公司