变压器铁芯是什么？

变压器铁芯是变压器的主要部件之一，由磁性材料制成，可有效传输磁通量（磁流）。

变压器是一种升高或降低电压的装置，而铁芯是根据电磁感应原理实现高效能量传输的必需设备。

变压器由线圈（绕组）和铁芯组成。当电流流过初级绕组时，会产生磁通，该磁通会通过铁芯在次级绕组中感应出来。铁芯的作用是使磁通流动更加顺畅。铁芯具有较高的磁导率，因此可以传输磁通而不会使其逸出，从而最大限度地减少功率损耗。

变压器铁芯的应用

变压器铁芯在变压器的各个应用领域中起着至关重要的作用。主要应用如下：

1.输配电网络

发电厂产生的电以高压传输，但家庭和办公室使用时必须降压。变压器铁芯可在电网内高效转换电压，从而实现稳定的电力供应。

2.家用电器

许多电器，例如微波炉、空调和冰箱，里面都有小型变压器。这些变压器带有铁芯，可以将电压转换为适当的水平，使电器能够运行。

3.工业设备

在工厂中，变压器是向大型电动机和机械供给电力的设备。由于要求高输出、高效率，因此工业变压器的质量取决于其铁芯的性能。

4.电子电路电源

电子设备和计算机需要电源电路来获得稳定的电压。变压器磁芯也用于开关电源和AC适配器。

变压器铁芯原理

变压器铁芯的工作原理是电磁感应，该原理基于英国物理学家迈克尔·法拉第发现的定律。

电磁感应的基本原理

1.交流电流流过原边

当交流电流流过变压器的初级绕组时，在其周围会产生交变磁场。

2.磁通通过铁芯传输到二次侧

由于铁芯具有较高的磁导率，磁通量可以有效地穿过铁芯并到达次级绕组。

3. 次级侧产生电压

当磁通通过次级绕组时，根据法拉第定律，在次级绕组中会产生感应电压。感应电压由初级绕组的匝数与次级绕组的匝数之比决定。

铁芯有效地传输磁通量，从而实现电压转换并最大限度减少能量损失。

减少铁损

变压器铁芯中会产生能量损失，称为“铁损"。铁损包括磁滞损耗和涡流损耗。

• 磁滞损耗

当反复进行磁化和退磁时，由于铁芯材料的磁性，会消耗能量。

•涡流损耗

这是交流磁通在铁芯内部流动时产生的感应电流，导致发热而产生的损失。

为了减少这些铁损，铁芯采用叠压薄电磁钢片制成，以绝缘并抑制涡流的产生。

变压器铁芯的种类

变压器铁芯根据用途和结构分为多种类型。根据结构，有“带状铁芯"、“冲孔铁芯"和“卷绕铁芯"等类型。

1.矩形磁芯

矩形铁心是将薄电磁钢板切割成特定形状，然后将其叠成矩形而制成的铁心。它主要用于大容量变压器，通过叠层绝缘钢板来降低铁损，从而 大程度地减少涡流的产生。它适用于相对大型的变压器，通过叠层矩形钢板，可以高效地传递磁通。其制造成本相对较低。

2. 冲孔芯

冲压铁芯是使用压力机将电磁钢片冲压成特定形状制成的。主要用于小型变压器和电力变压器。铁芯形状均匀，精度高，易于制造。适用于小型变压器和电子设备变压器，可通过冲压工艺进行批量生产。

3.卷铁心

卷绕铁心是将薄电磁钢带卷绕成线圈而形成的铁心。将整个铁心用合成树脂粘合后，将其切成两部分，插入绕组后施加压力，使铁心对接。对接可以使磁通顺畅地流动，从而减少铁损。

除按结构分类外，还可按铁心的形状分类，英文称为铁芯。

4.斜角芯

在叠片铁芯变压器中，这种铁芯结构采用对角接缝，以减少拐角处的损耗。由于其形状类似于相框，因此也称为框架铁芯。

＜斜置铁心的特点＞
可有效活用方向性电磁钢板的特性。
可有效降低空载损耗。主要用于大型变压器（2000KVA以上）。

铁芯用于插入电机、变压器等电气设备的线圈中，以增加磁力。铁芯中产生的损耗（铁损）会浪费电力，并导致振动和发热，因此损耗值越小，性能和效率就越高。

5. Unicore核心

通常，变压器铁芯（EI型铁芯、矩形铁芯等）是将冲压成EI型的铁芯或切割成规定长度的电磁钢板叠合而成。而Unicore则是将切割成规定长度并以规定角度折叠的电磁钢板垂直卷绕而成。接缝处彼此间隔开。可用于单相和三相变压器的铁芯。

<Unicore 特性>

采用取向性电磁钢板（t0.18-0.35mm），具有优异的铁损和磁通密度。
“高效率" “低铁损率"

1.环形磁芯（环状磁芯）

环形磁芯是一种圆环状的铁芯。由于磁场沿圆周方向产生，因此环形磁芯是一种理想的形状。然而，由于环形磁芯难以自动绕线，因此通常需要手工绕线。

2. EE核心，EI核心

组成磁芯的部分形状像字母E和I。两个部分组合在一起，起到一个磁芯的作用。缺点是两个磁芯之间存在间隙，从而导致漏磁。

3. EER核心

EER磁芯是EE磁芯的改进，中心支柱由方形支柱改为圆柱形支柱。其优点是比EE、EI磁芯更容易绕制较粗的导线，导线的附着力也得到提高。

4.PQ核心

PQ 铁心是 EER 铁心的改进型，中心柱保持圆柱形，而两侧柱子的横截面积更大。这是一种比较流行的形状。