在電聲領域,揚聲器的磁路系統也離不開鐵芯(通常稱為T鐵和華司)。它們與永磁體共同構成一個具有均勻間隙的磁場,音圈置于此間隙中。當音頻電流通過音圈時,在磁場作用下產生驅動力,帶動振膜振動發聲。鐵芯在這里的作用是導磁,將永磁體的磁能效果地匯聚到工作氣隙中,提供穩定而均勻的磁場,從而影響揚聲器的靈敏度和失真特性。鐵芯的測試與表征是確保其性能符合設計要求的重要手段。常見的測試項目包括測量鐵芯在特定條件下的損耗(鐵損)、磁化曲線、磁導率等。這些測試通常使用愛潑斯坦方圈法或環形試樣配合專門的磁測量儀器來完成。通過測試數據,可以評估鐵芯材料的電磁性能,并為電磁裝置的設計提供準確的輸入參數。 不同廠家生產的鐵芯工藝存在差別;濰坊環型切割鐵芯
鐵芯的噪聲問題是一個多物理場耦合的問題。主要來源是磁致伸縮,即鐵芯在磁化過程中發生的微小尺寸變化。當硅鋼片在交變磁場中反復磁化時,其長度會隨之發生周期性變化,從而引發振動,并通過鐵芯夾件和變壓器油箱向外傳遞,形成可聞的噪聲。通過采用磁致伸縮值較小的材料、改進鐵芯接縫結構、以及在疊片間加入阻尼材料等方法,可以對噪聲進行一定程度的把控。鐵芯的磁屏蔽功能也常被利用。在一些需要保護內部電路或元件免受外界磁場干擾的設備中,會采用高磁導率的鐵芯材料制成屏蔽罩。外界的雜散磁場會被吸引到磁屏蔽罩上,并主要通過屏蔽罩本身形成磁路,從而使其內部空間形成一個磁場強度較低的區域,保護了內部敏感元件的正常工作。這種應用體現了鐵芯對磁路的引導和約束能力。 連云港交直流鉗表鐵芯工頻電源下的鐵芯損耗有特定規律;

大型電力變壓器的鐵芯,體積和重量都十分可觀。其運輸和安裝都需要專門的方案。在疊裝過程中,要確保每一層硅鋼片接縫的錯開,以減小磁阻。鐵芯的夾緊和接地也需要特別注意,既要保證鐵芯結構的緊固,防止運行中的松動和噪音,又要確保鐵芯只有一點可靠接地,避免多點接地形成環流而導致局部過熱。這些細節的處理,體現了工程實踐中的嚴謹性。鐵芯的損耗主要包括磁滯損耗和渦流損耗。磁滯損耗與鐵芯材料在交變磁化過程中磁疇翻轉所消耗的能量有關,其大小與材料的磁滯回線面積成正比。渦流損耗則是由交變磁場在鐵芯內部感生的渦流所產生的焦耳熱。為了降低總損耗,鐵芯材料趨向于采用高電阻率、低矯頑力的軟磁材料,并制作成更薄的疊片形式。
非晶合金鐵芯是一種新型軟磁材料,其原子結構呈長程無序排列,不同于傳統晶態材料的規則晶格。這種結構使其具有極低的磁滯損耗和較高的磁導率,特別適用于高頻工作環境。非晶合金鐵芯在電力變壓器中的應用,有助于降低空載損耗,實現節能目標。其制造工藝為速度凝固法,將熔融金屬以極高速度冷卻,形成薄帶狀材料。由于其硬度較高,加工難度大于硅鋼片,通常采用卷繞方式制成環形或矩形鐵芯。非晶合金對機械應力敏感,加工和裝配過程中需避免施加過大壓力,以防性能退化。在運行中,非晶合金鐵芯的噪聲水平較低,有助于改善設備運行環境。盡管其初始成本較高,但長期運行中節省的電能可抵消部分成本。目前,非晶合金鐵芯多用于配電變壓器,尤其在負載率較低的農村或偏遠地區具有應用優勢。隨著材料工藝的進步,其應用范圍正逐步擴大。 鐵芯的邊角毛刺需徹底去除;

鐵芯在工作過程中會產生能量損耗,主要分為磁滯損耗和渦流損耗兩類,這些損耗不僅會降低設備效率,還可能導致鐵芯溫度升高,影響設備壽命。磁滯損耗源于鐵芯材料在磁場反復磁化過程中,晶體結構內部磁疇的反復轉向,這種轉向會產生內摩擦,進而轉化為熱能。磁滯損耗的大小與材料的磁滯回線面積直接相關,硅鋼片的磁滯回線面積較小,因此成為低損耗鐵芯的主流材料;同時,磁場變化頻率也會影響磁滯損耗,頻率越高,磁疇轉向越頻繁,損耗越明顯。渦流損耗則是由于鐵芯在交變磁場中產生感應電流(即渦流),電流通過鐵芯的電阻產生熱量。渦流損耗與鐵芯材料的電阻率成反比,與材料厚度的平方、磁場強度的平方及頻率的平方成正比,因此高頻場景下多采用薄硅鋼片(如毫米),并通過絕緣涂層分隔疊片,阻斷渦流回路。此外,鐵芯的工作溫度也會影響損耗——溫度升高會導致材料電阻率下降,渦流損耗增加,因此部分高功率設備的鐵芯會配備散熱結構,如散熱片或冷卻風道,以把控溫度在合理范圍(通常為40-100℃)。 鐵芯的渦流損耗隨頻率升高而增加;商洛環型切割鐵芯
鐵芯的疊片錯位會增加損耗;濰坊環型切割鐵芯
鐵芯的切割加工方法會影響其邊緣的磁性能。機械沖裁會在切割邊緣產生塑性變形區和殘余應力,導致該區域的磁導率下降,損耗增加。激光切割和線切割等非傳統加工方式的熱影響區較小,對邊緣磁性能的損害相對較輕,但成本較高。選擇合適的加工方式,需要在性能和成本之間權衡。鐵芯的磁性能測量需要在標準化的條件下進行,以保證數據的可比能青潑斯坦方圈法是測量硅鋼片鐵損和磁感的國際標準方法之一,它使用特定尺寸和重量的條狀試樣組成一個正方形磁路。環形試樣的測量則能避免切割應力的影響,更反映材料的本征性能,但制樣較復雜。鐵芯的切割加工方法會影響其邊緣的磁性能。機械沖裁會在切割邊緣產生塑性變形區和殘余應力,導致該區域的磁導率下降,損耗增加。激光切割和線切割等非傳統加工方式的熱影響區較小,對邊緣磁性能的損害相對較輕,但成本較高。選擇合適的加工方式,需要在性能和成本之間權衡。鐵芯的磁性能測量需要在標準化的條件下進行,以保證數據的可比能青潑斯坦方圈法是測量硅鋼片鐵損和磁感的國際標準方法之一,它使用特定尺寸和重量的條狀試樣組成一個正方形磁路。環形試樣的測量則能避免切割應力的影響,更反映材料的本征性能,但制樣較復雜。 濰坊環型切割鐵芯