高频变压器基础之材料基本认识2011-8-2

因材質與型號隨廠商之不同而改變,因此在表示時必須注明廠商名稱﹑型號以及 材質.
EE 25 –TP4 - TDG
1 23
4
1.表示材料之型式.
2.表示型號大小.
3.鐵粉芯材質.
4.廠商名稱.
1.3.常见磁心外形
EI
EE/EEL/EF
ER/ERL/ETD
EFD
EPC
CUT
PQ
EP
RM
TOROID UU ET
1.60 以上
鐵損之 W15/50 表示,頻率為 50HZ(赫茲),最大磁通密度為 1.5T(特斯拉)時之鐵損.磁通密度之
B50 表示磁化力于 5000 A/m(安/米)時的磁通密度. 鐵損的單位:W/kg(瓦特/公斤).
6.深圳地區主要的硅鋼片供應商有優鋼,春源,頂瞬,深業等.
(二).鎳鋼片 由鐵鎳合金沖制而成.通常用在通訊變壓器上.但因為價格貴,在行業中應用得越來越少. 一般以如下之方式編號說明:
特點
缺點
判別
NYLON 聚醯胺
耐沖擊性良好,強韌 摩擦摩耗特性良好 能吸收振動 耐藥品性良好
吸濕性大(機械性質下 燃燒時為藍色火焰帶
降,尺寸變化的原因). 黃色火焰頭,散發出植
熱變形溫度低(50℃左 物(如木頭)燃燒的氣
右)
味;燃燒溫和,燃燒處
呈黑色.比重 1.14
耐高溫,耐焊性好,易于 易碎 生產作業,常见为黑色
UT LP POT
UY UYF URS CI
UI
R
DR
DR
RC
RH
RID
SH
SMD
DRS DRC
1.3.1 常见磁芯尺寸標注 EE.EI.ER.EF.EFD.EPC.PQ 等磁芯尺寸表注同矽鋼片,環形磁芯根據外徑*內徑*高度
標注,R 形磁芯根據直徑*長度標注,DR 磁芯根據本體外徑*高度標注. 1.3.2 磁心材质分类 磁心材质常以初始磁导率(Ui)分类.常分低磁导率和高磁导率两种,通常 Ui=5000 以上
均划入高磁导率一类. 1.4 表征磁芯性能的基本參數(以下摘引自天通目錄)
相關說明:
10.
磁芯氣隙改變,直接影響電感大小,一般來說,在同樣圈數下,氣隙越大,電感越小;反之越大. 對于 EE,ER 等三柱磁芯來說,在兩磁芯間開氣隙的方式有兩種:直接用砂輪打磨中柱氣隙和 用膠帶或麥拉片等墊兩邊柱氣隙.正常情況下,打磨中柱氣隙是兩邊柱氣隙的和值.而對于 UU.ET.UT 等磁芯來說,因其多用在濾波電感的作用上,一般不會有氣隙要求. 11.
一般只有几十到几百 nH/N2.
(四)相關單位換算 1.電感單位:亨利(H)*103=毫亨(mH) 毫亨(mH) *103=微亨(uH) 微亨(uH) *103=納亨(nH)
(五)相關名詞朮語 1.磁路長度: 指鐵心中磁力線長度.分有效磁路長度和平均磁路長度.在多數磁芯目錄和 變壓器相關書籍中, 有效磁路長度常用 le 表示; 平均磁路長度常用 lc 表示, 單位均是厘米(cm). 根據變壓器原理,我們知道在通電的情況下,變壓器內部就形成了一個磁場. 磁場的強弱用磁力線的多少來表示,稱之為磁場強度. 2.有效橫截面積:指磁芯中參與導磁的橫截面積,與几何橫截面積有一定差異,常用 Ae 表 示.單位一般為平方厘米(cm2).
5. 表征矽鋼片性能的主要參數à鐵損 磁滯損耗與渦流損耗合稱為鐵損耗(W0 或 CL),要求越小越好.其表示方式如下所示:
種類
公稱厚度
鐵損 W/kg .W15/50
磁通密度 T.B50
35A230
2.30 以下
1.60 以上
35A250
0.35mm
2.50 以下
1.60 以上
35A270
2.70 以下
3.磁路長度及截面積示意圖. 3.1 磁路長度
3.2 橫截面積
圖中陰影部分即是磁芯有效橫截面積.
二. 線架(bobbin) 主要是用做支撐作用.在其上繞線及膠帶等.
（一）原材料(材質)
線軸,絕緣套之原材料為工程塑膠材料,其種類繁多,這里只介紹一般常用之材質的 特點比較與判別依據.
內容 材質
項目
優點
PC40
PC44
PC50
PC95 DNW45
HS52
6H20
6H41
7H10
6H60
2H06
N87
N97
N49
T57
N45
N48
N30
3C90
3C96
3F4
3E28
3B46
3B7
BH2
BH1
B40
2001F 5000H
ML240
ML120
MQ25D MQ53D
MB3
MB4
MC2
MBT1
MA055
2E7
流程
主要設備
原料
成型
壓機
研磨
球磨機 砂磨機
排坯
攪拌(加膠)
攪拌池
燒結
燒結窑
噴霧干燥
噴霧塔
下坯
預燒 研磨 攪拌(加膠) 噴霧造粒 顆粒調整 粉料驗收
燒結窑 球磨機 砂磨機 攪拌池
噴霧塔
調濕機
切割 磨加工. 清洗 分檢 最終檢驗 包裝
切割機
磨床 超聲波清洗機
包裝機
另附東磁磁芯工藝流程及說明
1.2. 鐵粉芯的表示方式:
48 NI45 N 35 – 20 1 234 5 1.表示材料之型號. 2.含鎳百分比為 45%. 3.無熱處理. 4.厚度 0.35mm. 5.打孔方式為 2 孔.
(三) 磁芯
1.鐵氧體磁心(FERRITE CORE)
铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,一般
沖壓矽鋼片的原材都使用卷板(鋼帶)材料,如需達成客人所要求之矽鋼片(E I#41
E I #76.2),則須將卷板材料切割開來,即謂之分條.分條后經過沖壓即可得到我們需要的
矽鋼片.此時得到的就是白片,經過鍛燒后得到的是黑片,也即我們所說的退火片.
4. 各型材質特性比較 正常情況下,矽鋼片材質由優到劣為 Z11àH12àH14àH18àH50.
6.表示打孔型式,20 表示二孔,40 表示四孔.無孔則不寫.
2. 業界主要的材質表示方式
主要根據母材制造廠商所在國家標准為主.我國使用有對應國標標示.大多工廠以日本
標准命名(JIS C2552,2553).如我們使用的 H50,H18 等就是新日鐵的.另一種是美國 標准,如 M6 等,用的很少.
3. 成型方式
TDK(东电化) FDK EPCOS(爱普科斯) FERROXCUBE(飞磁) NEC/TOKIN(NEC/东金) HITACHI(日立) JFE(KAWATETSU)(川铁) TOMITA NICERA(尼赛拉) FENGHUA（风华） ACME（越峰） DMEGC（东磁） TDG（天通） MAGNETICS SAMWHA(三华) ISU FERRITEINT(TSC) FERRONICS KASCHKE MMG NEOSID TPC
指含铁的磁性复合氧化物.但颜色为黑灰色,故又称黑磁或磁性瓷.铁氧体的分子结构为 ＭＯ·Ｆ
e2Ｏ3,其中ＭＯ为金属氧化物,通常是ＭnＯ(氧化錳)或 ZnＯ(氧化鎳),所以我們使用的磁芯就有
錳鋅(MnZn)和鎳鋅(NiZn)兩種. 錳鋅常使用在高頻功率變壓器上面,而鎳鋅因其磁導率更高,一
般使用在抗電磁干擾等電感上面.衡量铁氧体磁性材料磁性能的参数有磁导率 μ,饱和磁通密度
1. 矽鋼片一般用如下方式編號說明: E/I – 48 H50 A 50 -20 1234 5 6
1.材料之形狀:EI 或 UI 或 EE.
2.材料之型號.
3.材料之材質(H.Z.RM.RG) 4.A 表示矽鋼片經過熱處理,N 表示沒有經過熱處理. 5.材料之厚度,50 即厚 0.50mm,35 即厚 0.35mm.
Ｂs,剩磁Ｂr 和矫顽力 Ｈc 等.对于抑制用铁氧体材料,磁导率 μ 和饱和磁通密度Ｂs 是最重要的
磁性参数.磁导率定义为磁通密度随磁场强度的变化率.
1.1. 我們通常使用的鐵氧體磁芯是由鐵粉混合鐵氧體等按一定配比燒結成型而成.其基
本工藝如下:
A 磁粉生產流程流程﹕
B 磁芯生產流程流程﹕
流程
主要設備
PBFG 即為 PBT+30%FIBER GLASS.
(二)規格 1.線軸種類有:普通型﹑插針型和 ADT 型. A.普通型(如下圖示)
B
C
D
H
工字形
B
C1
D H C2
王字形
抽屜式
BA
A 插片孔寬度 B 積厚 C C1C2:繞線區寬度 D 插片高度 H:材質厚度
規格編號舉例說明: B – 48 20-5151 – PBFG 1 234 5 6 1. 為線軸型式:B 代表單層. D 代表雙層.X 代表分離式.G 代表密合式 2. 為插片孔寬度(即矽鋼片型號) ,如 14 . 19 . 24 . 35 . 41 . 48 等. 3. 為積厚(即矽鋼片疊厚),如 05 . 08 . 15 . 18 . 20 . 25 等. 4. 為線軸槽孔數:以槽孔數最多的一邊開始,依序計算四個邊的槽孔數. 5. 為線軸材質,如 NY . PH . POM . PBT . NORYL . PET 等.
PVC 聚氯乙烯
電絕緣性優秀(耐高壓) 耐熱性弱(70℃左右便 燃燒時為帶綠色底緣
耐水性強,在曝露試驗中 已軟化) 也不易劣化.
的黃色火焰,散發出難 聞的辛辣氣味.
比重 1.4
另:工程塑膠 NYLON﹑PBT﹑POM﹑NORYL﹑PET 有時均添加 10%~30%的玻璃纖維(FIBER GLASS) 成型以增加成品的強度.如 NYFG 即為 NYLON+30% FIBER GLASS.
材料
項目
適用頻率
飽和磁感應值
主要用途
定向硅鋼
50~1000
2.03
工頻變壓器
無定向硅鋼
50~1000
2.0~2.18
工頻變壓器
鐵鎳合金
50~20K
0.7~1.5 音頻變壓器.特種變壓器
鐵氧體
16K~1M
0.5
高頻變壓器.脈沖變壓器
鐵體磁芯
10K~100M
0.6~1.0
高頻變壓器.電感器.
(一).硅鋼片 為改善鐵芯片的各項性能,而在鐵片中增加半導體材料硅(矽)而得到矽鋼片.包括定 向硅鋼和無定向硅鋼. 主要用于低頻電源變壓器.
2E8
2F1
NC-2H
2HM5
5M
2B
NC-5Y
PG232
PG242
PG152
HB502
HS502
P4
P41
P51
P46 A043
N42
N4
A05
DMR40
DMR44
DMR50
DMR72 DMR71 DMR70 R5K
TP4
TP4A
TP5A
TS5
P
K
J
PL-7
PL-11
PL-F1
PL-9 SM-43
----也即是我們說的偏置電流(DC BIAS)
要增強變壓器或電感承受較大迭加電流的性能,有兩種方法:增大磁芯間氣隙或加大繞 組線徑. 12.
1.5.表征磁芯特性的一些曲線圖
1.6 .各大公司软磁铁氧体锰锌材料牌号近似对照表
厂商名 MANUFACTURER 材料型号 MATERIAL TYPE
目錄 一.磁性材料 1.硅鋼片 2.鎳鋼片 3.磁心 二.線架 CASE 三.漆包線 四.膠帶 五.凡立水 六.膠 七.套管 八.三層絕緣線 九.銅箔
BASE
變壓器主要材料基本認識
內容 一. 磁性材料 磁性材料做為變壓器的心臟,其性能好壞直接決定變壓器成品的性能.其是變壓器進行 電磁轉換必不可少的材料.根據其磁化后之剩磁特性可分為硬磁和軟磁.磁化后磁性可 以一直保持的屬于硬磁,如我們生活中常見的磁鐵;而磁化后磁性隨磁場消失而逐漸 消失的屬于軟磁,我們使用的磁心都屬于此類. 主要的几類基本磁性材料基本特性如下:
SM-23T SM-50
PM7
PM11
FM5
PM12
BM30
TSF-7099 TSF-7060 TSF-5099
TSF-300
BE
B
K2006
K2008
K2001
K5000
F44
F45
F47
F10
F827
F2001 F830
F1
F2
F4
A4/A5
2.鐵粉芯(IRON CORE) 磁導率較低,常用于制作磁環上面,如我們所用的黃白環就是用鐵粉制作的.其電感系數
NORYL 變性 PPO
PET 飽和聚酯
PE 聚乙烯
電氣特性優秀 機械性質平衡 耐熱水性良好 比重小 耐藥品性優秀 耐熱性優秀 耐磨耗性優秀. 熱安定性良好 耐藥品性良好 成形加工良好 比重小.
耐藥品性不好 耐熱水性不好.
燃燒時為橘紅色火焰, 冒黑湮,易自熄,不易 滴落,散發出芳香族聚 醚的氣味.比重 1.06
抗拉強度,彎曲強度, 鋼性等較小.
乳白色半透明或透明 蠟狀固體,燃燒相當 快,藍色火焰帶黃色火 焰頭,滴落快速,散發 氣味呈蠟味.比重 0.92~0.96
PP 聚丙烯
耐藥品性良好
低溫成形沖擊度差
抗拉強度,彎曲強度,鋼 性等較大.
電氣特性良好
比重小
燃燒緩慢,藍色火焰帶 黃色火焰頭,滴落緩 慢,燃燒處為原來顏 色,散發出如同柴油的 氣味比重:0.90~0.92
Βιβλιοθήκη BaiduPHENOLIC 電木
POM 聚縮醛
疲勞特性好 耐潛變性良好 摩擦摩耗特性良好
耐酸性不好
燃燒時為淡藍色火焰, 不易熄滅,同時散發出 甲醛氣味,滴落物也會 燃燒,比重 1.42
耐藥品性良好
PBT 聚脂
耐熱性優秀 耐藥品性良好 電氣特性優秀 吸水性小 摩擦摩耗特性良好
熱變形溫度低. (40-60℃)
燃燒時為橘紅色火焰 帶藍色火焰頭,冒淡黑 湮,會滴落,火焰劇烈 振動,比重 1.31