常用的變壓器鐵芯一般都是用硅鋼片制做的。硅鋼是一種合硅(硅也稱矽)的鋼,其含硅量在0.8~4.8%。由硅鋼做變壓器的鐵芯,是因為硅鋼本身是一種導磁能力很強的磁性物質(zhì),在通電線圈中,它可以產(chǎn)生較大的磁感應強度,從而可以使變壓器的體積縮小。
我們知道,實際的變壓器總是在交流狀態(tài)下工作,功率損耗不僅在線圈的電阻上,也產(chǎn)生在交變電流磁化下的鐵芯中。通常把鐵芯中的功率損耗叫“鐵損”,鐵損由兩個原因造成,一個是“磁滯損耗”,一個是“渦流損耗”。
磁滯損耗是鐵芯在磁化過程中,由于存在磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生的鐵損,這種損耗的大小與材料的磁滯回線所包圍的面積大小成正比。硅鋼的磁滯回線狹小,用它做變壓器的鐵芯磁滯損耗較小,可使其發(fā)熱程度大大減小。
變壓器工作時,線圈中有交變電流,它產(chǎn)生的磁通當然是交變的。這個變化的磁通在鐵芯中產(chǎn)生感應電流。鐵芯中產(chǎn)生的感應電流,在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著,所以叫渦流。
渦流損耗同樣使鐵芯發(fā)熱。為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯用彼此絕緣的硅鋼片疊成,使渦流在狹長形的回路中,通過較小的截面,以增大渦流通路上的電阻;同時,硅鋼中的硅使材料的電阻率增大,也起到減小渦流的作用。
用做變壓器的鐵芯,一般選用0.35mm厚的冷軋硅鋼片,按所需鐵芯的尺寸,將它裁成長形片,然后交疊成“日”字形或“口”字形。從道理上講,若為減小渦流,硅鋼片厚度越薄,拼接的片條越狹窄,效果越好。這不但減小了渦流損耗,降低了溫升,還能節(jié)省硅鋼片的用料。
但實際上制作硅鋼片鐵芯時。并不單從上述的一面有利因素出發(fā),因為那樣制作鐵芯,要大大增加工時,還減小了鐵芯的有效截面。所以,用硅鋼片制作變壓器鐵芯時,要從具體情況出發(fā),權衡利弊,選擇最佳尺寸。
變壓器是根據(jù)電磁感應的原理制成的。在在閉合的鐵芯柱上面繞有兩個繞組,一個原繞組,和一個副繞組。當原繞組假上交流電源電壓時。原饒組流有交變電流,而建立磁勢,在磁勢的作用下鐵芯中便產(chǎn)生交變主磁通。