变压器铁芯的材料有哪些？

1)铁粉芯普通铁粉芯由碳基铁磁粉和树脂碳基铁磁粉组成。价格是粉芯中最低的。饱和磁感应强度约为1.4T；磁导率范围为22 ~ 100；初始渗透率μi随频率具有良好的稳定性；DC电流叠加性能好；但是高频时损耗高。铁粉芯初始磁导率随DC磁场强度的变化。铁粉芯初始磁导率随频率的变化(2)坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要包括钼坡莫合金粉芯(MPP)和高通量粉芯。MPP由81%Ni、2%Mo和Fe粉末组成。主要特点是:饱和磁感应强度约7500Gs渗透率范围大，从14到550；它在粉末磁芯中具有最低的损耗；优异的温度稳定性，广泛应用于航天设备、户外设备等。磁致伸缩系数接近于零，工作在不同频率时没有噪音。主要用于300kHz以下的高品质因数Q滤波器、感性负载线圈、谐振电路、要求温度稳定性高的LC电路、输出电感、功率因数补偿电路等。常用于交流电路，粉芯最贵。高通量粉芯HF由50%Ni和50%Fe粉末组成。主要特点是:饱和磁感应强度约为15000 GS；磁导率范围为14 ~ 160；在粉芯中具有最高的磁感应强度和最高的DC偏置能力；磁芯的尺寸很小。主要用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因数校正电路等。它通常用在DC电路中，多用于高DC偏置、高DC和低交流。价格低于MPP。(3) Kool Mμ磁芯铁、硅和铝芯由9%的Al、5%的Si和85%的Fe粉末组成。主要替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，因此可以在8kHz以上的频率使用。饱和磁感应强度约为1.05t；磁导率从26到125；磁致伸缩系数接近于0，不同频率工作时不产生噪音；它比MPP具有更高的DC偏置能力；它有最好的性价比。主要用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因数校正电路等。有时用它代替有气隙的铁氧体做变压器铁芯。2.铁氧体软磁铁氧体软磁铁氧体是一种以Fe2O3为主要成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金法生产。有几种类型，如锰锌、铜锌、镍锌等。其中锰锌铁氧体的产量和用量最大，锰锌铁氧体的电阻率较低，为1 ~ 10 ohm-m，一般在100kHZ以下的频率使用。铜锌和镍锌铁氧体的电阻率为102 ~ 104 ohm-m，在100 kHz ~ 10 MHz的射频范围内损耗很小，因此多用于无线电天线线圈和无线电中频变压器。磁芯有很多种，E，I，U，EC，ETD，方形(RM，EP，PQ)，can (PC，RS，ds)，圆形。这是非常方便的应用。由于软磁铁氧体不需要使用镍等稀缺材料就能获得高磁导率，粉末冶金法适合大批量生产，所以成本低，而且由于烧结材料较硬，对应力不敏感，所以在应用上非常方便。而且磁导率随频率的变化比较稳定，在150kHz以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现，磁粉芯的产量大大减少，很多原来用磁粉芯的地方都被软磁铁氧体取代了。国内外生产铁氧体的厂家很多。这里以美国Magnetics公司生产的锰锌铁氧体为例介绍其应用。分为三大基础材料:电信基础材料、宽带和EMI材料、电源材料。通信用铁氧体的磁导率范围从750到2300，具有低损耗因数、高品质因数Q以及磁导率与温度/时间之间的稳定关系。它是运行中渗透率下降最慢的类型，每10年下降3%到4%。广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器和接近传感器。宽带铁氧体又称高磁导率铁氧体，磁导率分别为5000、10000和15000。其特点是低损耗因数、高磁导率和高阻抗/频率特性。广泛应用于* * *模式滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号和脉冲变压器，广泛应用于宽带变压器和EMI。功率铁氧体具有4000~5000Gs的高饱和磁感应强度。此外，它具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说，随着频率的增加，损耗并没有增加多少；随着温度的升高，损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并联滤波器、开关电源变压器、开关电源电感和功率因数校正电路。(2)带绕铁1。硅钢片铁芯硅钢片是一种合金，在纯铁中加入少量硅(一般在4.5%以下)形成的铁硅合金称为硅钢。这种铁芯的饱和磁感应强度最高可达20000Gs；由于磁电性能好，易于批量生产，价格低廉，受机械应力影响小，广泛应用于电力电子行业，如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。是软磁材料中产量和用量最大的材料。它也是电力变压器使用最多的磁性材料。尤其是在低频和高功率下。常用的有冷轧硅钢片DG3、冷轧无取向电工钢带DW和冷轧取向电工钢带DQ，适用于各种电子系统和家用电器中的中小功率低频变压器和扼流线圈、电抗器和电感磁芯。这类合金韧性好，可以进行冲片和切割加工，铁心叠压和卷绕。但高频时损耗急剧增加，一般使用频率小于400Hz。从应用的角度来说，硅钢的选择要考虑两个因素:磁性和成本。对于小型电机、电抗器和继电器，可选用纯铁或低硅钢片；对于大型电机，可选用高硅热轧硅钢片、单向或无取向冷轧硅钢片；单取向冷轧硅钢片常用于变压器。在工频下使用时，普通钢带厚度为0.2~0.35毫米；在400Hz下使用时，通常选择0.1 mm的厚度。厚度越薄，价格越高。2.Permo合金Permo合金铁芯Permo合金常指铁镍合金，镍含量在30~90%范围内。它是一种应用非常广泛的软磁合金。通过适当的工艺可以有效控制磁性能，如初始磁导率超过105，最大磁导率超过106，矫顽力低至2‰奥斯特，矩形系数接近1或接近0。具有面心立方晶体结构的Permo合金具有良好的塑性，可加工成65，438+0微米的超薄带材和各种使用形式。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50的饱和磁感应强度比硅钢略低，但磁导率比硅钢高几倍，铁损比硅钢低2~3倍。较高频率(400~8000Hz)的变压器空载电流小，适合制作100W以下的小型较高频率变压器，1J79综合性能好，适用于高低压变压器、漏电保护开关铁芯、* * * *模式电感铁芯、电流互感器铁芯。1J85的初始磁导率可达100000以上105，适用于低频或高频输入输出变压器、* * * *模式电感和信号较弱的高精度电流互感器。3.非晶和纳米晶软磁合金硅钢和坡莫合金软磁材料是晶体材料。原子在三维空间中规则排列，形成周期性晶格结构，存在晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷，对软磁性能不利。在磁性物理方面，原子无规则排列、无周期性和晶界的非晶结构对于获得优异的软磁性能是非常理想的。非晶态金属及合金是20世纪70年代出现的一个新的材料领域。其制备工艺与传统方法完全不同，但采用了冷却速度约为每秒百万度的超快速冷却凝固技术，从钢水到成品薄带产品，比一般的冷轧金属薄带制造工艺减少了许多中间工序。这种新工艺被称为传统冶金工艺的革命。由于超快速凝固，合金凝固时原子无法有序排列和结晶。得到的固态合金具有长程无序结构，没有结晶合金的晶粒和晶界。被称为非晶合金，被称为冶金材料学的一场革命。这种非晶合金具有许多独特的性能，如优异的磁性、耐腐蚀性、耐磨性、高强度、硬度和韧性、高电阻率和机电耦合性能。由于其优异的性能和简单的工艺，自20世纪80年代以来成为国内外材料科学领域的研发热点，目前美国、日本、德国已有完善的生产规模，大量非晶合金产品逐渐取代硅钢、坡莫合金和铁氧体走向市场。中国从20世纪70年代开始研究和开发非晶合金。六五、七五、八五期间重大科技攻关项目完成后，* * *已取得科研成果134项，国家发明奖2项，专利16项，合金品种近百个。钢铁研究总院现拥有四条非晶合金带材生产线和一条非晶合金部件铁芯生产线。生产各种铁基、铁镍基、钴基、纳米晶带材及磁芯的定型，适用于逆变电源、开关电源、电源变压器、漏电保护器、电感磁芯元器件，年产值近2000万元。“九五”期间正在建设1000吨铁基非晶生产线，已进入国际先进水平。目前非晶软磁合金的最佳单一性能水平为:初始磁导率μo = 14 × 104钴基非晶最大磁导率微米= 220 × 104钴基非晶矫顽力Hc = 0.001 Oe磁性材料。

钴基非晶矩形比Br/Bs = 0.995钴基非晶饱和磁化强度4πMs = 18300Gs铁基非晶电阻率ρ= 270μω/cm常用的非晶合金有:铁基、铁镍基、钴基非晶合金和铁基纳米晶合金。其国家品牌和性能特点见表和图。为了比较，还列出了结晶合金硅钢片、坡莫合金1J79和铁氧体的相应性能。这几种材料有不同的特性，应用在不同的方面。牌号基本成分及特点:1K101铁硅硼快淬软磁基合金102铁硅硼碳快淬软磁基合金1K103铁硅硼镍快淬合金。-Si-B-Ni Mo系快淬软磁基合金1K105 Fe-Si-B-Cr(及其他元素)快淬软磁基合金1K106快淬软磁基合金1K107快淬软磁基纳米晶合金1K201快淬软磁钴基合金与淬火软磁钴基合金1K203高磁感低损耗快淬软磁钴基合金1K204高频低损耗快淬软磁钴基合金1K205高初始磁导率快淬软磁钴基合金1K501 Fe-Ni-P-B系快淬。