UPS電源即不間斷電源,用于在電網(wǎng)停電時(shí)為負(fù)載提供臨時(shí)供電,其內(nèi)部的變壓器、電感等部件都離不開鐵芯。UPS電源用鐵芯需要具備高可靠性、低損耗、良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能,能夠在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或停電時(shí)速度切換,穩(wěn)定供電。UPS電源中的變壓器用于電壓轉(zhuǎn)換和隔離,通常采用冷軋硅鋼片或非晶合金鐵芯,冷軋硅鋼片的性價(jià)比高,適用于普通UPS電源;非晶合金鐵芯的損耗低,適用于節(jié)能型UPS電源。變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)多為芯式或殼式,根據(jù)UPS電源的功率和尺寸要求選擇。UPS電源中的電感用于濾波和儲(chǔ)能,通常采用鐵氧體或粉末冶金鐵芯,鐵氧體鐵芯適用于高頻濾波,粉末冶金鐵芯適用于儲(chǔ)能和大電流場(chǎng)景。UPS電源用鐵芯的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能要求較高,需要在電網(wǎng)電壓突變或負(fù)載變化時(shí)速度調(diào)整磁性能,確保輸出電壓穩(wěn)定。因此,鐵芯的材質(zhì)選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮動(dòng)態(tài)特性,如采用低矯頑力的材質(zhì),減少磁化和退磁時(shí)間。UPS電源的工作環(huán)境多樣,部分會(huì)在高溫、潮濕環(huán)境下使用,因此鐵芯需要具備良好的抗腐蝕和耐高溫性能,表面處理采用耐高溫、耐腐蝕的涂層。 鐵芯的損耗曲線可通過實(shí)驗(yàn)繪制;銀川環(huán)型鐵芯
鐵芯的切割加工方法會(huì)影響其邊緣的磁性能。機(jī)械沖裁會(huì)在切割邊緣產(chǎn)生塑性變形區(qū)和殘余應(yīng)力,導(dǎo)致該區(qū)域的磁導(dǎo)率下降,損耗增加。激光切割和線切割等非傳統(tǒng)加工方式的熱影響區(qū)較小,對(duì)邊緣磁性能的損害相對(duì)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(quán)衡。鐵芯的磁性能測(cè)量需要在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下進(jìn)行,以保證數(shù)據(jù)的可比能青潑斯坦方圈法是測(cè)量硅鋼片鐵損和磁感的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法之一,它使用特定尺寸和重量的條狀試樣組成一個(gè)正方形磁路。環(huán)形試樣的測(cè)量則能避免切割應(yīng)力的影響,更反映材料的本征性能,但制樣較復(fù)雜。鐵芯的切割加工方法會(huì)影響其邊緣的磁性能。機(jī)械沖裁會(huì)在切割邊緣產(chǎn)生塑性變形區(qū)和殘余應(yīng)力,導(dǎo)致該區(qū)域的磁導(dǎo)率下降,損耗增加。激光切割和線切割等非傳統(tǒng)加工方式的熱影響區(qū)較小,對(duì)邊緣磁性能的損害相對(duì)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(quán)衡。鐵芯的磁性能測(cè)量需要在標(biāo)準(zhǔn)化的條件下進(jìn)行,以保證數(shù)據(jù)的可比能青潑斯坦方圈法是測(cè)量硅鋼片鐵損和磁感的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方法之一,它使用特定尺寸和重量的條狀試樣組成一個(gè)正方形磁路。環(huán)形試樣的測(cè)量則能避免切割應(yīng)力的影響,更反映材料的本征性能,但制樣較復(fù)雜。 大興安嶺電抗器鐵芯定制鐵芯的邊角處理可減少渦流;

鐵芯的重復(fù)磁化過程伴隨著能量的不斷消耗,這部分能量此終轉(zhuǎn)化為熱能。磁滯回線的面積直接替代了單位體積鐵芯在一個(gè)磁化周期內(nèi)所消耗的能量。選擇磁滯回線狹窄、面積小的軟磁材料,是降低鐵芯磁滯損耗的根本途徑。材料的矯頑力是影響磁滯回線寬度的關(guān)鍵參數(shù)。鐵芯在電力系統(tǒng)諧波環(huán)境下面臨著更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。諧波電流會(huì)產(chǎn)生高頻磁場(chǎng),導(dǎo)致鐵芯中的渦流損耗和磁滯損耗增加,并且由于集膚效應(yīng),損耗的增加可能比頻率上升的比例更快。這會(huì)導(dǎo)致鐵芯局部過熱和整體溫升加大。對(duì)于運(yùn)行在諧波含量較高環(huán)境下的變壓器和電機(jī),其鐵芯需要采用更適合高頻工作的材料或設(shè)計(jì)。鐵芯的重復(fù)磁化過程伴隨著能量的不斷消耗,這部分能量此終轉(zhuǎn)化為熱能。磁滯回線的面積直接替代了單位體積鐵芯在一個(gè)磁化周期內(nèi)所消耗的能量。選擇磁滯回線狹窄、面積小的軟磁材料,是降低鐵芯磁滯損耗的根本途徑。材料的矯頑力是影響磁滯回線寬度的關(guān)鍵參數(shù)。鐵芯在電力系統(tǒng)諧波環(huán)境下面臨著更嚴(yán)峻的考驗(yàn)。諧波電流會(huì)產(chǎn)生高頻磁場(chǎng),導(dǎo)致鐵芯中的渦流損耗和磁滯損耗增加,并且由于集膚效應(yīng),損耗的增加可能比頻率上升的比例更快。這會(huì)導(dǎo)致鐵芯局部過熱和整體溫升加大。對(duì)于運(yùn)行在諧波含量較高環(huán)境下的變壓器和電機(jī)。
鐵氧體鐵芯是由氧化鐵與錳、鋅、鎳等金屬氧化物通過混合、成型、燒結(jié)等工藝制成的非金屬鐵芯,其此明顯的特點(diǎn)是具有良好的溫度適配能力。鐵氧體材質(zhì)的居里溫度較高,在一定溫度范圍內(nèi)(通常為-40℃至150℃),其磁性能能夠保持穩(wěn)定,不會(huì)因溫度變化出現(xiàn)大幅波動(dòng),這使得它能夠適應(yīng)不同的工作環(huán)境,無論是高溫的工業(yè)車間還是低溫的戶外設(shè)備,都能正常發(fā)揮作用。此外,鐵氧體鐵芯的高頻損耗較低,在高頻磁場(chǎng)作用下,渦流損耗和磁滯損耗都處于較低水平,因此特別適用于高頻電磁設(shè)備,例如開關(guān)電源、高頻變壓器、射頻電感等。鐵氧體鐵芯的硬度較高,耐磨性和耐腐蝕性強(qiáng),使用壽命較長(zhǎng),且加工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,能夠制成各種復(fù)雜的形狀,滿足不同設(shè)備的結(jié)構(gòu)需求。從應(yīng)用范圍來看,鐵氧體鐵芯普遍分布于電子通信、家用電器、新能源汽車、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,例如手機(jī)充電器中的小型變壓器、空調(diào)壓縮機(jī)中的電機(jī)、新能源汽車充電樁中的電感組件等,都離不開鐵氧體鐵芯的支持,其穩(wěn)定的溫度特性和高頻性能為設(shè)備的可靠運(yùn)行提供了重要保障。 工頻電源下的鐵芯損耗有特定規(guī)律;

鐵芯的磁導(dǎo)率是一個(gè)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度和頻率變化的量。初始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率和振幅磁導(dǎo)率分別描述了不同磁化狀態(tài)下的導(dǎo)磁能力。在工程設(shè)計(jì)中,需要根據(jù)鐵芯實(shí)際工作的磁通密度和頻率范圍,來選擇具有相應(yīng)磁導(dǎo)率特性的材料,以確保電磁元件在設(shè)計(jì)點(diǎn)附近具有良好的性能表現(xiàn)。鐵芯在電流互感器中用于將一次側(cè)的大電流按比例變換為二次側(cè)的小電流,以供測(cè)量和保護(hù)之用。對(duì)電流互感器鐵芯的要求是在正常工作范圍內(nèi)具有較高的磁導(dǎo)率以保證變換精度,而在系統(tǒng)故障出現(xiàn)大電流時(shí),鐵芯應(yīng)能較快飽和,以保護(hù)二次側(cè)的儀表和繼電器不受損壞。 鐵芯的連接方式影響導(dǎo)電性能;阿拉善坡莫合晶鐵芯
鐵芯的退火處理能改善其內(nèi)部應(yīng)力;銀川環(huán)型鐵芯
在電磁繼電器中,鐵芯扮演著動(dòng)力源的角色。當(dāng)線圈通電時(shí),鐵芯被磁化,產(chǎn)生足夠的電磁吸力,驅(qū)動(dòng)銜鐵動(dòng)作,從而帶動(dòng)觸點(diǎn)接通或分?jǐn)嚯娐?。鐵芯的導(dǎo)磁性能和截面積大小,直接關(guān)系到繼電器能夠產(chǎn)生的吸力大小和動(dòng)作的響應(yīng)速度。一個(gè)設(shè)計(jì)得當(dāng)?shù)蔫F芯,能夠確保繼電器在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠地吸合與釋放。鐵芯的退火處理是一道重要的熱處理工序。在冷軋加工后,硅鋼片內(nèi)部會(huì)存在晶格畸變和殘余應(yīng)力,這會(huì)影響其磁學(xué)性能。通過把控退火溫度、時(shí)間和氣氛,可以使硅鋼片的晶粒發(fā)生再結(jié)晶和長(zhǎng)大,去除內(nèi)應(yīng)力,從而改善其磁導(dǎo)率,降低磁滯損耗。退火工藝的把控,是獲得具有良好軟磁性能鐵芯材料的關(guān)鍵步驟之一。 銀川環(huán)型鐵芯