
【計】 transformer core
transformer
【化】 potential transformer; transformer
【醫】 transformer
【電】 iron core
變壓器鐵心(Transformer Core)是變壓器中至關重要的導磁部件,其主要功能是構成高效的低磁阻磁路,以集中并引導主磁通(Φ)。以下是基于電氣工程原理的詳細解釋:
結構本質
由高磁導率矽鋼片疊壓而成的閉合磁路框架,英文術語為"Core"或"Magnetic Core"。其疊片結構可抑制渦流損耗,典型厚度為0.23-0.35mm。
電磁轉換媒介
當一次繞組通入交變電流時,鐵心内産生交變磁通(法拉第電磁感應定律): $$ varepsilon = -Nfrac{dPhi}{dt} $$ 該磁通耦合至二次繞組實現能量傳遞,鐵心磁導率(μ≈1500-8000)顯著高于空氣,使95%以上磁通被約束在鐵心路徑内。
材料科學基礎
采用晶粒取向矽鋼(Grain-Oriented Silicon Steel),其B-H曲線具有高飽和磁密(Bₛ≈2.03T)與低矯頑力(Hc<10A/m),經激光刻痕處理後鐵損降低15-20%。
拓撲結構創新
現代大型變壓器普遍采用步進疊積斜接縫工藝,空載損耗可降低8-12%。
磁滞損耗(Ph)
與矽鋼片磁滞回線面積成正比: $$ P_h = k_h f B_m^{1.6} $$ 通過氮氫退火處理優化晶體織構,使磁滞損耗降至0.8-1.2W/kg(@1.7T/50Hz)。
渦流損耗(Pe)
遵循麥克斯韋方程組推導: $$ P_e = frac{pi t f B_m}{6rho d} $$ 采用無機絕緣塗層(如MgO·SiO₂)使疊片間電阻>40Ω·cm²,有效阻斷渦流通路。
權威參考文獻
國際電工委員會. IEC 60404-8-4:2017 電工鋼片磁性能測量标準
清華大學電機系. 《電力變壓器鐵心振動機理研究》. 高電壓技術, 2020
Jiles D.C.《鐵磁材料現代磁學理論》. CRC Press, 2015 (Chapter 7)
(注:以上為示例性文獻,實際引用需替換為可公開訪問的權威鍊接)
變壓器鐵心是變壓器中的核心部件,在電磁能量轉換中起關鍵作用。以下從定義、結構、材料、功能及分類等方面進行詳細解釋:
鐵心是變壓器的磁路主體,由高導磁材料制成,主要功能包括:
鐵心分為兩部分:
如需進一步了解鐵心制造工藝或具體型號差異,可參考、3、4等權威來源的完整内容。
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