变压器铁芯的作用及分类图「变压器中的铁心起到什么作用」

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导读

常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种含硅（硅也称矽）的钢，其含硅量在0．8～4．8%。

由硅钢做变压器的铁芯，是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，在通电线圈中，它可以产生较大的磁感应强度，从而可以使变压器的体积缩小。

1、变压器铁芯的作用

实际的变压器总是在交流状态下工作，功率损耗不仅在线圈的电阻上，也产生在交变电流磁化下的铁芯中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”，铁损由两个原因造成，一个是“磁滞损耗”，一个是“涡流损耗”。

磁滞损耗是铁芯在磁化过程中，由于存在磁滞现象而产生的铁损，这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比。硅钢的磁滞回线狭小，用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小，可使其发热程度大大减小。

既然硅钢有上述优点，为什么不用整块的硅钢做铁芯，还要把它加工成片状呢？

这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损——“涡流损耗”。变压器工作时，线圈中有交变电流，它产生的磁通当然是交变的。

这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流，在垂直于磁通方向的平面内环流着，所以叫涡流。

涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成，使涡流在狭长形的回路中，通过较小的截面，以增大涡流通路上的电阻；同时，硅钢中的硅使材料的电阻率增大，也起到减小涡流的作用。

用做变压器的铁芯，一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片，按所需铁芯的尺寸，将它裁成长形片，然后交叠成“日”字形或“口”字形。

从道理上讲，若为减小涡流，硅钢片厚度越薄，拼接的片条越狭窄，效果越好。这不但减小了涡流损耗，降低了温升，还能节省硅钢片的用料。

但实际上制作硅钢片铁芯时。并不单从上述的一面有利因素出发，因为那样制作铁芯，要大大增加工时，还减小了铁芯的有效截面。所以，用硅钢片制作变压器铁芯时，要从具体情况出发，权衡利弊，选择最佳尺寸。

变压器是根据电磁感应的原理制成的.在在闭合的铁芯柱上面绕有两个绕组,一个原绕组,和一个副绕组.当原绕组加上交流电源电压时。

原饶组流有交变电流,而建立磁势,在磁势的作用下铁芯中便产生交变主磁通,主磁通在铁芯中同时穿过,一.二次绕组而闭合由于电磁感应作用分别在一、二次绕组产生感应电动势，至于为什么它可以升压和降压呢？

那就需要用楞次定律来解释了，感应电流产生的磁通，总阻碍原磁通的变化，当原磁通增加时感应电流的产生的磁通与与原磁通相反,。

就是说二次绕组所产生 的感应磁通与原绕组所产生的主磁通相反，所以二次绕组就出现了低等级的交变电压所以铁芯是变压器的磁路部，绕组是变压器的电路部分。

2.变压器铁芯形式的分类

壳式和芯式铁芯

铁芯中套绕组的部分称为“心柱”，不套绕组只起磁路作用的部分称为“铁轭”。凡铁芯包围了绕组就称为壳式；凡绕组包围心柱的称为芯式。

壳式和芯式各有特色，但是由铁芯就够所决定的变压器制造工艺却大有区别，一旦选用了某种结构就很难转而产生一种结构。我国大多变压器铁芯采用叠积芯式。

硅钢片用于低频变压器,其种类很多,按其制作工艺不同可分为：

A：锻烧(黑片)、

N：无锻烧(白片)两种.

按其形状不同可分为：EI型、UI型、C 型、口型.

口型硅钢片常在功率较大的变压器中使用,它绝缘性能好,易于散热,同时磁路短,主要用于功率大于500~1000W 和大功率变压器.由两个C型硅钢片组成一套硅钢片称为CD 型硅钢片，用CD型硅钢片制作的电源变压器在截面积相同的条件下，窗口愈越高，

变压器功率越大.于铁芯两侧可以分别安装线圈，因此变压器的线圈匝数可分配在两个线包上，从而使每个线包的平均匝长较短，线圈的铜耗减小.另外如果把要求对称的两个线圈分别绕在两个线包上，可以达到完全对称的效果.

由四个C型硅钢片组成一套硅钢片称为ED 型硅钢片.ED型硅钢片制成的变压器外形呈扁宽形，在功率相同的条件下ED 型变压器比CD 型变压器矮些，宽度大些，另外由于线圈安装在硅钢片中间，有外磁路， 因此漏磁小，对整体干扰小.但是它所有线圈都绕在一个线包上，线包较厚，故平均匝长较长，铜耗较大.

C 型铁芯性能优异所制作之变压器体积小、重量轻、效率高，装配的角度来看，C型硅钢片零件很少，通用性强，因此生产效率高，但是C型硅钢片加工工序较多，作较复杂，需用专用设备制造，因而目前成本还较高.

E 型硅钢片又称壳型或日型硅钢片，它的主要优点是初、次级线圈共同一个线架，有较高的窗口占空系数(占空系数Km：铜线净截面积和窗口面积比);硅钢片对绕组形成保护外壳，使绕组不易受到机械伤损伤;同时硅钢片散热面积较大，变压器磁场发散较少.但是它的初次级漏感较大，外来磁场干扰也较大，此外，由于绕组平均周长较长，在同样圈数和铁芯截面积条件下，EI型铁芯的变压器所用的铜线较多.

硅钢片的厚度常用的有0.35mm、0.5mm 两种.硅钢片的组装方式有交叠法和对叠法两种.交叠法是将硅钢片的开口一对一交替地分布在两边，这种叠法比较麻烦，但硅钢片间隙小，磁阻小，有利于增大磁通，因此电源变压器都采用这种方法.对叠法常用于通有直流电流的场合，为避免直流电流引起饱和，硅钢片之间需要留有空隙，因此对叠法将E 片与I片各放一边,两者之间的空隙可用纸片来调节.

3.COIL 类：分三种类型.

A.TOROID 环形铁芯：将O型叠片而成，或由硅钢片卷绕而成.此种铁芯对绕线来说非常不易.

B.ROD CORE棒状铁芯.

C.DRUM CORE：鼓形铁芯.

3.变压器铁芯材质的分类

1.高频类：铁粉芯

Ferrite core 用于高频变压器它是一种带有尖晶石结晶状结构的陶磁体，此种尖晶石为氧化铁和其它二价的金属化合物.如kFe2O4(k 代表其它金属)，目前常使用的金属有锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、镁(Ng)、铜(Cu).

其常用组合如锰锌(Mn Zn)系列、镍锌(Ni Zn)系列及镁锌(Mg Zn)系列.此种材具有高导磁率和阻抗性的物性，其使用频率范围由1kHz到超过200kHz.

铁氧体磁芯频率：18KHz~1MHz以上

2.低频类：硅钢片、非晶合金

硅钢片磁芯频率：5Hz~1KHz

硅钢变压器频率一般采用50HZ，但对于效率来说频率高一点会更高，那要看硅钢片的高斯达到多少？音频可以达到20KHZ以上，所以那是不可取的，最好是50-60，频率在50-200HZ都能正常工作。

非晶磁芯频率：2KHz~13KHz