變壓器在國內的新進展
http://kadhoai.com.cn 2026-04-26 17:15:25 來源:上海西奧根變壓器廠
jinnianlai,dianyuanzhongdianzibianyaqisuoyongdetiexincailiaohedaodiancailiaojiagelianxushangzhang,shangyouyuancailiaoxingchengmaifangshichang。zuoweixiayoudedianzibianyaqidedianyuanyonghu,keyizaiquanqiufanweineixuanzehecaigou,xingchengmaifangshichang。chuyuzhongjianweizhidedianzibianyaqixingye,zhiyouzoujishuchuangxinzhilu,cainengbaituozhezhongliangtoushouqidekunjing。然而,在成熟的電子變壓器行業裏,技術創新比較困難。但是每一個細小環節的改進,就可以帶來新的理念和新的產品。
zoujishuchuangxinzhilu,yaoshikejizhuyaodadaodemude。dianyuanzhongdedianzibianyaqi,xiangsuoyouzuoweishangpindechanpinyiyangjinxingrenhejishuchuangxin,doubixuzaijutishiyongtiaojianxiawanchengjutigongnengzhong,zhuiqiuxingnengjiagebizuihao。xianzaidedianyuanchanpin,pubianyi“輕、薄、短、小”為特點向小型化和便攜化發展。電子變壓器必須適應作為用戶的電源產品對體積和重量的要求。同時,電子變壓器的原材料(鐵心材料和導電材料)價格上漲。因此,如何減小體積和重量,如何降低成本,成為近年來電子變壓器發展的主要方向。
矽鋼是工頻電源中電子變壓器大量使用的鐵心材料。要減少電子變壓器中的鐵心用量,必須提高矽鋼的工作磁通密度(工作磁密)。guigangdegongzuocimijijuedingyubaohecitongmidu,youjuedingyusunhao。yinweixiaolvshidianzibianyaqidezhongyaoxingnengzhibiao,xianzai,weilejieneng,xuduodianyuanchanpindoutichudaijisunhaoyaoqiu。dianzibianyaqidetiexinsunhaoshidaijisunhaodezhuyaozuchengbufen,yinci,douduidianzibianyaqidexiaolvhuosunhaotichumingquedeyangeyaoqiu。
近年來,取向和無取向冷軋矽鋼價格上漲,卷繞式環形鐵心,相比於R型、CD型和EI 型鐵心,由於消耗材料少,可以節約20%以yi上shang的de鐵tie心xin材cai料liao成cheng本ben,擴kuo大da了le電dian子zi變bian壓ya器qi中zhong的de使shi用yong範fan圍wei。卷juan繞rao式shi環huan形xing鐵tie心xin可ke以yi充chong分fen發fa揮hui取qu向xiang冷leng軋zha矽gui鋼gang的de性xing能neng,與yu無wu取qu向xiang冷leng軋zha鋼gang相xiang比bi,工gong作zuo磁ci密mi要yao高gao得de多duo。同tong時shi不bu象xiangR型、CD型和EI 型的鐵心那樣,可以充分利用矽鋼材料,不會有邊角廢料,材料利用率可以達到98%以上。
作(zuo)為(wei)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)一(yi)大(da)類(lei)的(de)工(gong)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi),采(cai)用(yong)工(gong)作(zuo)磁(ci)密(mi)高(gao)的(de)鐵(tie)心(xin)材(cai)料(liao)後(hou),可(ke)以(yi)不(bu)減(jian)少(shao)鐵(tie)心(xin)截(jie)麵(mian)和(he)體(ti)積(ji),而(er)是(shi)減(jian)少(shao)線(xian)圈(quan)匝(za)數(shu),減(jian)少(shao)用(yong)銅(tong)量(liang)。在(zai)現(xian)在(zai)銅(tong)材(cai)價(jia)格(ge)遠(yuan)遠(yuan)高(gao)於(yu)鐵(tie)心(xin)材(cai)料(liao)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),可(ke)能(neng)是(shi)更(geng)好(hao)的(de)一(yi)種(zhong)設(she)計(ji)改(gai)進(jin)方(fang)案(an)。
軟磁鐵氧體是中、高gao頻pin電dian源yuan中zhong電dian子zi變bian壓ya器qi大da量liang使shi用yong的de鐵tie心xin材cai料liao,和he金jin屬shu軟ruan磁ci材cai料liao相xiang比bi,軟ruan磁ci鐵tie氧yang體ti的de飽bao和he磁ci密mi低di,磁ci導dao率lv低di,居ju裏li溫wen度du低di,是shi它ta的de幾ji大da弱ruo點dian。尤you其qi是shi居ju裏li溫wen度du低di,飽bao和he磁ci密miBs和單位體積功率損耗Pcv 都會隨溫度變化。溫度上升,Bs下降,Pcv 開始下降,到穀點後再升高。因此在高溫條件下,隻要Bs保持較高水平,就可以把工作磁密Bm選得高一些,從而減少線圈匝數,降低用銅量和成本。高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體材料,還可以擴大電子變壓器使用的溫度上限到120益甚至150yi。liru,qicheyongdianzishebeizhongdegaopindianzibianyaqi,zaiwaijiewendutiaojianbianhuadahefadongjishifaredegaowentiaojianxiagongzuo,jiubixucaiyonggaowengaobaohecimiruancitieyangti。ruancifuhecailiao(SMC)是上世紀90 年代開發出來的新型軟磁材料,其出發點是想把金屬軟磁材料的工作頻率向MHz 級和GHz 級擴展,因此將金屬軟磁材料與其他高電阻材料,如石英、陶瓷、高(gao)分(fen)子(zi)材(cai)料(liao)等(deng)複(fu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi),隻(zhi)要(yao)控(kong)製(zhi)金(jin)屬(shu)軟(ruan)磁(ci)材(cai)料(liao)的(de)體(ti)積(ji)百(bai)分(fen)數(shu)在(zai)逾(yu)滲(shen)極(ji)限(xian)以(yi)下(xia),就(jiu)有(you)可(ke)能(neng)保(bao)持(chi)軟(ruan)磁(ci)特(te)性(xing),又(you)減(jian)少(shao)各(ge)種(zhong)高(gao)頻(pin)率(lv)損(sun)耗(hao),成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)軟(ruan)磁(ci)材(cai)料(liao)——軟磁複合材料,取英文名稱的第一個字母,簡稱SMC材料。
軟磁複合材料中的磁性粒子可以是純鐵、鎳、鈷金屬、鐵鎳合金、鐵鎳鉬合金、鐵鋁合金、鐵基非晶合金、鐵基納米晶合金和軟磁鐵氧體經過粉碎後製成的粉末。非磁性物體可以是二氧化矽等絕緣體,矽樹脂、聚乙烯、環氧樹脂等高分子材料作粘接劑和硬脂酸等作潤滑劑。磁性粒子和非磁性物體混合後,可以經過絕緣處理、壓製成形、燒(shao)結(jie)等(deng)工(gong)藝(yi)加(jia)工(gong)成(cheng)磁(ci)粉(fen)芯(xin),也(ye)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)現(xian)在(zai)的(de)塑(su)料(liao)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu),注(zhu)塑(su)成(cheng)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)形(xing)狀(zhuang)的(de)磁(ci)芯(xin)。軟(ruan)磁(ci)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)的(de)優(you)點(dian)是(shi)密(mi)度(du)小(xiao),重(zhong)量(liang)輕(qing),生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)高(gao),成(cheng)本(ben)低(di),產(chan)品(pin)一(yi)致(zhi)性(xing)好(hao)。缺(que)點(dian)是(shi)由(you)於(yu)磁(ci)粒(li)子(zi)之(zhi)間(jian)被(bei)非(fei)磁(ci)性(xing)物(wu)體(ti)隔(ge)開(kai),磁(ci)性(xing)阻(zu)斷(duan),磁(ci)導(dao)率(lv)現(xian)在(zai)一(yi)般(ban)都(dou)在(zai)100以內,最近報導通過納米技術和其他措施,已開發出磁導率超過1000 的軟磁複合材料,最大可達6000。
gaofenziruancifuhecailiaojinnianlaifazhanxunsu,zaiguowaiyiyongzhezhongcailiaozhizaogaopindianyuanbianyaqihedianganqi,bingjianlixiangyingdefenxililunheshejichengxu。juzuozhesuozhi,guoneisuiranjinxinglegaofenziruancicailiaodeyanjiukaifa,danshihaiweijiandaoyongyudianyuanzhongdianzibianyaqidebaodao。
現在,國內正在開發用於電源中電子變壓器的各種鋁導線。一些企業已經開發出銅包鋁導線,銅線在外層,占麵積15%,總比重為3.63 g /cm3,考慮趨表效應和鄰近效應,這種銅包鋁導線的電阻率比純鋁線會小不少,而成本增加不多,是一種充分發揮銅和鋁效果的複合材料。
近年來另一值得注意的發展趨勢,是選用溫度指數高、耐熱等級高的180聚酯亞胺QZY 漆包線和220 聚酰亞胺QYZ漆包線,導線允許的電流密度增大,導線直徑減少,用銅量減少,鐵心窗口麵積減少,用鐵量也同時減少,可以降低整體成本。特別是對要求體積小的高頻小功率電源變壓器,采用耐熱性更好的漆包線, 更能顯出技術經濟效益。
電源技術和電力電子技術中包含的交流電壓變換技術,是一種“純粹的”電dian子zi變bian壓ya器qi,也ye能neng把ba低di壓ya變bian成cheng高gao壓ya進jin行xing升sheng壓ya變bian換huan,或huo者zhe把ba高gao壓ya變bian成cheng低di壓ya進jin行xing降jiang壓ya變bian換huan,其qi主zhu要yao方fang法fa是shi采cai用yong電dian力li電dian子zi技ji術shu提ti高gao電dian能neng變bian換huan頻pin率lv,從cong而er縮suo小xiao電dian路lu中zhong的de變bian壓ya器qi和he電dian感gan器qi的de體ti積ji,並bing不bu是shi取qu消xiao其qi中zhong的de變bian壓ya器qi和he電dian感gan器qi。以yi前qian,對dui這zhe種zhong把ba電dian力li電dian子zi電dian路lu和he電dian子zi變bian壓ya器qi結jie合he起qi來lai的de方fang法fa,沒mei有you引yin起qi足zu夠gou的de重zhong視shi。近jin年nian來lai,隨sui著zhe電dian力li係xi統tong要yao求qiu減jian少shao輸shu入ru和he輸shu出chu諧xie波bo,提ti高gao網wang側ce功gong率lv因yin數shu,實shi現xian“綠色變換”的呼聲日益高漲,國內外開展了“電力電子變壓器”的(de)研(yan)究(jiu),才(cai)興(xing)起(qi)了(le)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)熱(re)潮(chao)。研(yan)究(jiu)如(ru)何(he)用(yong)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)對(dui)電(dian)力(li)進(jin)行(xing)變(bian)換(huan)和(he)控(kong)製(zhi),用(yong)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)代(dai)替(ti)傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)磁(ci)式(shi)配(pei)電(dian)變(bian)壓(ya)器(qi)。現(xian)在(zai)已(yi)有(you)單(dan)相(xiang)變(bian)換(huan)和(he)三(san)相(xiang)變(bian)換(huan)等(deng)多(duo)種(zhong)電(dian)路(lu)形(xing)式(shi),這(zhe)種(zhong)電(dian)力(li)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)高(gao)壓(ya)大(da)電(dian)流(liu)電(dian)力(li)領(ling)域(yu),也(ye)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)高(gao)壓(ya)或(huo)低(di)壓(ya)小(xiao)電(dian)流(liu)領(ling)域(yu),例(li)如(ru)一(yi)些(xie)高(gao)壓(ya)電(dian)源(yuan)發(fa)生(sheng)器(qi)和(he)小(xiao)功(gong)率(lv)調(tiao)壓(ya)電(dian)源(yuan)等(deng)。
我國從事電子變壓器研究、開發生產的單位已超過2000 家,其中有國營、民營和外資企業。世界上最大的電子變壓器生產廠家美國普思公司和世界上最大的軟磁鐵氧體生產廠家日本TDK 公司都在我國設有生產基地。世界上許多先進的電子變壓器技術、生產工藝和產品都在我國彙集在一起。麵對這樣一個多種化的平台,技術交流是大有可為的。