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電源技術對電子變壓器的要求二

時間：2021-12-27

中試控股技術博士為您解答：電子變壓器從功能上區分主要有變壓器和電感器2種。特殊元件完成的功能另外討論。變壓器完成的功能有3個：功率傳送、電壓變換和絕緣隔離。電感器完成功能有2個：功率傳送和紋波抑制。

      功率傳送有2種方式。一種是變壓器傳送方式，即外加在變壓器原繞組上的交變電壓，在磁芯中產生磁通變化，使副繞組感應電壓，加在負載上，從而使電功率從原邊傳送到副邊。傳送功率的大小決定于感應電壓，也就是決定于單位時間內的磁通密度變量ΔB。ΔB與磁導率無關，而與飽和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br 有關。直流數字微安表主要用于測量直流泄漏電流或電導電流值、精度高、量程寬、讀數直觀，數字顯示，使用方便。抗沖擊，過量程自動保護，有極性顯示。從飽和磁通密度來看，各種軟磁材料的Bs從大到小的順序為：鐵鈷合金為2.3～2.4T，硅鋼為1.75～2.2T，鐵基非晶合金為 1.25～1.75T，鐵基微晶納米晶合金為1.1～1.5T，鐵硅鋁合金為1.0～1.6T，高磁導鐵鎳坡莫合金為0.8～1.6T，鈷基非晶合金為 0.5～1.4T，鐵鋁合金為0.7～1.3T，鐵鎳基非晶合金為0.4～0.7T，錳鋅鐵氧體為0.3～0.7T。作為電子變壓器的磁芯用材料，硅鋼和鐵基非晶合金占優勢，而錳鋅鐵氧體處于劣勢。
      功率傳送的第二種是電感器傳送方式，即輸入給電感器繞組的電能，使磁芯激磁，變為磁能儲存起來，然后通過去磁變成電能釋放給負載。傳送功率的大小決定于電感器磁芯的儲能，也就是決定于電感器的電感量。電感量不直接與飽和磁通密度有關，而與磁導率有關，磁導率高，電感量大，儲能多，傳送功率大。各種軟磁材料的磁導率從大到小順序為：Ni80坡莫合金為（1.2～3）×106，鈷基非晶合金為（1～1.5）×106，鐵基微晶納米晶合金為（5～8）×105，鐵基非晶合金為（2～5）×105，Ni50坡莫合金為（1～3）×105，硅鋼為（2～9）×104，錳鋅鐵氧體為（1～3）×104。作為電感器的磁芯用材料，Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金占優勢，硅鋼和錳鋅鐵氧體處于劣勢。
      中試控股技術博士為您解答：傳送功率大小，還與單位時間內的傳送次數有關，即與電子變壓器的工作頻率有關。工作頻率越高，在同樣尺寸的磁芯和線圈參數下，傳送的功率越大。
      電壓變換通過變壓器原繞組和副繞組匝數比來完成，不管功率傳送大小如何，原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數比。
      絕緣隔離通過變壓器原繞組和副繞組的絕緣結構來完成。絕緣結構的復雜程度，與外加和變換的電壓大小有關，電壓越高，絕緣結構越復雜。
      紋波抑制通過電感器的自感電勢來實現。只要通過電感器的電流發生變化，線圈在磁芯中產生的磁通也會發生變化，使電感器的線圈兩端出現自感電勢，其方向與外加電壓方向相反，從而阻止電流的變化。紋波的變化頻率比基頻高，電流紋波的電流頻率比基頻大，因此，更能被電感器產生的自感電勢抑制。
     電感器對紋波抑制的能力，決定于自感電勢的大小，也就是電感量大小，與磁芯的磁導率有關，Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金磁導率大，處于優勢，硅鋼和錳鋅鐵氧體磁導率小，處于劣勢。