浅谈变压器硅钢片

硅钢是一种合硅(硅也称矽)的钢由硅钢做变压器的铁芯,是因为它是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5%。硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小，加入硅可提高铁的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗（铁损）和磁时效。

　　我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也产生在交变电流磁化下的铁芯中.通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”.

　　磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在磁滞现象而产生的铁损,这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比.硅钢的磁滞回线狭小,用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小,可使其发热程度大大减小.

　　既然硅钢有上述优点,为什么变压器不用整块的硅钢做铁芯,还要把它加工成片状呢?

　　这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损──“涡流损耗”.变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的.这个变化的磁通在变压器的铁芯中产生感应电流.铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流.涡流损耗同样使铁芯发热.为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用.

　　用做变压器的铁芯,一般选用0．35mm厚的冷轧硅钢片,按所需铁芯的尺寸,将它裁成长形片,然后交叠成“日”字形或“口”字形.从道理上讲,若为减小涡流,硅钢片厚度越薄,拼接的片条越狭窄,效果越好.这不但减小了涡流损耗,降低了温升,还能节省硅钢片的用料.但实际上制作硅钢片铁芯时.并不单从上述的一面有利因素出发,因为那样制作变压器铁芯,要大大增加工时,还减小了铁芯的有效截面.所以,用硅钢片制作变压器铁芯时,要从具体情况出发,权衡利弊,选择最佳尺寸.

对硅钢性能的要求主要是：①铁损低，这是硅钢片质量的最重要指标。各国都根据铁损值划分牌号，铁损愈低，牌号愈高。②较强磁场下磁感应强度（磁感）高，这使电机和变压器的铁芯体积与重量减小，节约硅钢片、铜线和绝缘材料等。③表面光滑、平整和厚度均匀，可以提高变压器铁芯的填充系数。④冲片性好，对制造微型、小型电动机更为重要。⑤表面绝缘膜的附着性和焊接性良好，能防蚀和改善冲片性。⑥基本无磁时效。硅钢片一般随硅含量提高，铁损、冲片性和磁感降低，硬度增高（图3）。工作频率愈高，涡流损耗愈大，选用的硅钢片应当愈薄。