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干貨丨變壓器為什么要開氣隙
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干貨丨變壓器為什么要開氣隙

2024-11-20 09:40:30 來源:電子變壓器與電感網(wǎng) 作者:丘水林 點(diǎn)擊:1522

磁芯氣隙是磁芯空氣間隙的簡稱,是工程師在鐵芯的兩個部分之間故意留下的物理空隙。一般鐵氧體磁芯都不是一個完整的閉合體,如E型磁芯對接口處。

變壓器的氣隙設(shè)計是為了防止磁飽和而設(shè)計的空隙,雖然是一道看起來微不足道的空隙,但對變壓器的性能有著重要的影響。

具體來說,氣隙的作用有以下幾點(diǎn):

1.防止磁飽和:氣隙可以限制鐵芯的飽和,使變壓器在高電流或高頻率下工作時仍能保持較好的性能。

2.控制電感量:氣隙可以減小磁導(dǎo)率,使線圈特性較少地依賴于磁芯材料的起始磁導(dǎo)率,從而更好地控制電感量。

3.提高熱穩(wěn)定性:在高頻變壓器中,增大氣隙可以提高散熱效果,降低變壓器的溫度,保證其穩(wěn)定工作。

4.提高電氣性能:增大氣隙可以減小變壓器的磁耦合,降低互感系數(shù),實(shí)現(xiàn)更精確的電壓變換,同時減小漏感應(yīng),提高變壓器的效率。

5.增加絕緣能力:增大氣隙可以增加變壓器的絕緣距離,提高其抗擊穿能力,降低故障率。

電子變壓器,圖片來源:普晶電子

電子變壓器,圖片來源:普晶電子

隨著電子產(chǎn)品工作頻率越來越高,傳統(tǒng)的拼接磁芯所留下的空隙已無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求,需要在變壓器磁芯上新開氣隙。

分段氣隙技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生,通過改變磁路結(jié)構(gòu),將傳統(tǒng)的單一氣隙分割成多個較小的氣隙段,使得每個小氣隙產(chǎn)生的漏磁和邊緣效應(yīng)相互抵消或減弱,從而整體上提高了變壓器的效率和穩(wěn)定性。

通過采用分段氣隙設(shè)計,可以有效地降低渦流損耗,降低內(nèi)層線包溫度,提高設(shè)備的熱穩(wěn)定性,延長設(shè)備使用壽命。

此外,分段氣隙設(shè)計還可以更精確地控制電感量,這對于一些對電感值有嚴(yán)格要求的應(yīng)用場景尤為重要。

總的來說,分段氣隙設(shè)計不僅能夠解決傳統(tǒng)單一氣隙帶來的問題,還能夠適應(yīng)現(xiàn)代電力電子設(shè)備對高性能、小型化的需求。

但氣隙過大會導(dǎo)致磁阻過大,降低變壓器的能力;而氣隙過小則會增加損耗,產(chǎn)生噪聲和熱量;氣隙雖然降低了磁導(dǎo)率,但也需要增加線圈的圈數(shù),這會導(dǎo)致銅損增加,制造成本也更高。所以在設(shè)計變壓器時,需要綜合考慮各種因素,選擇合適的氣隙大小。

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