
【计】 transformer core
transformer
【化】 potential transformer; transformer
【医】 transformer
【电】 iron core
变压器铁心(Transformer Core)是变压器中至关重要的导磁部件,其主要功能是构成高效的低磁阻磁路,以集中并引导主磁通(Φ)。以下是基于电气工程原理的详细解释:
结构本质
由高磁导率硅钢片叠压而成的闭合磁路框架,英文术语为"Core"或"Magnetic Core"。其叠片结构可抑制涡流损耗,典型厚度为0.23-0.35mm。
电磁转换媒介
当一次绕组通入交变电流时,铁心内产生交变磁通(法拉第电磁感应定律): $$ varepsilon = -Nfrac{dPhi}{dt} $$ 该磁通耦合至二次绕组实现能量传递,铁心磁导率(μ≈1500-8000)显著高于空气,使95%以上磁通被约束在铁心路径内。
材料科学基础
采用晶粒取向硅钢(Grain-Oriented Silicon Steel),其B-H曲线具有高饱和磁密(Bₛ≈2.03T)与低矫顽力(Hc<10A/m),经激光刻痕处理后铁损降低15-20%。
拓扑结构创新
现代大型变压器普遍采用步进叠积斜接缝工艺,空载损耗可降低8-12%。
磁滞损耗(Ph)
与硅钢片磁滞回线面积成正比: $$ P_h = k_h f B_m^{1.6} $$ 通过氮氢退火处理优化晶体织构,使磁滞损耗降至0.8-1.2W/kg(@1.7T/50Hz)。
涡流损耗(Pe)
遵循麦克斯韦方程组推导: $$ P_e = frac{pi t f B_m}{6rho d} $$ 采用无机绝缘涂层(如MgO·SiO₂)使叠片间电阻>40Ω·cm²,有效阻断涡流通路。
权威参考文献
国际电工委员会. IEC 60404-8-4:2017 电工钢片磁性能测量标准
清华大学电机系. 《电力变压器铁心振动机理研究》. 高电压技术, 2020
Jiles D.C.《铁磁材料现代磁学理论》. CRC Press, 2015 (Chapter 7)
(注:以上为示例性文献,实际引用需替换为可公开访问的权威链接)
变压器铁心是变压器中的核心部件,在电磁能量转换中起关键作用。以下从定义、结构、材料、功能及分类等方面进行详细解释:
铁心是变压器的磁路主体,由高导磁材料制成,主要功能包括:
铁心分为两部分:
如需进一步了解铁心制造工艺或具体型号差异,可参考、3、4等权威来源的完整内容。
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