硅鋼材料在電子變壓器中應用的一些新進展
來源：小編 作者：小編 瀏覽 次 時間：2022-05-19電子變壓器中的軟磁材料，根據上面的分析，在工頻及中頻范圍內主要采用硅鋼，在高頻范圍內主要采用軟磁鐵氧體。現在硅鋼遇到非晶納米晶合金的挑戰，軟磁鐵氧體既遇到非晶納米晶合金的挑戰，又遇到軟磁復合材料的競爭。在挑戰和競爭中，不但使新軟磁材料迅速發展，也使硅鋼和軟磁鐵氧體得到發展。新發展起來的軟磁材料在電子變壓器中的應用，使電子變壓器的性能提高，成本下降。而且也使電源技術在向短、小、輕、薄的變革中遇到的難點——磁性元件小型化問題逐步得到解決。
下面分別介紹硅鋼材料在電子變壓器中應用的一些新進展。
電源技術中的工頻電子變壓器大量使用3%取向硅鋼，現在厚度普遍從0.35mm減到0.27mm或0.23mm.國內生產的23Q110的0.23mm厚，3%取向硅鋼，飽和磁通密度Bs為1.8T，其P1.7/50為1.10W/kg;27QG095的0.27mm厚，3%HiB取向硅鋼，Bs為1.89T，P1.7/50為0.95W/kg.日本生產的0.23mm厚，3%取向硅鋼Bs為1.85T，P1.7/50為0.85W/kg.與國內產品相差不多。但是0.23mm厚的3%取向硅鋼經過特殊處理，即用電解法將表面拋光至鏡面，再涂張力涂層，最后細化磁疇，可以使P1.7/50下降到0.45W/kg.同時，對要求損耗低的電子變壓器，日本還進一步把厚度減薄到0.15mm，經過特殊處理，可以使P1.3/50下降到0.082~0.11W/kg和鐵基非晶合金水平基本相當。
日本還用溫度梯度爐高溫退火新工藝，使0.15mm厚，3%取向硅鋼的Bs達到1.95~2.0T，經過特殊處理，使P1.3/50為0.15W/kg，P1.7/50為0.35W/kg.采用三次再結晶新工藝，制成更薄的硅鋼，Bs為2.03T，P1.3/50為0.19W/kg(0.075mm厚)，0.17W/kg(0.071mm厚)和0.13W/kg0.032mm厚)。
電源裝置中的中頻(400Hz至10kHz)電子變壓器，除了使用0.20~0.08mm厚，3%取向硅鋼外，日本已采用6.5%無取向硅鋼.6.5%硅鋼，磁致伸縮近似為零，可制成低噪聲電子變壓器，磁導率為16000~25000.ρ比3%硅鋼高一倍，中頻損耗低，例如：0.10mm厚的6.5%無取向硅鋼P1/50為0.6W/kg，P1/400為6.1W/kg，P0.5/1K為5.2W/kg，P0.1/10k為8.2W/kg，Bs為1.25T.采用溫軋法可以生產6.5%取向硅鋼，Bs提高到1.62~1.67T.0.23mm厚的6.5%取向硅鋼P1/50為0.25W/kg.日本已用6.5%硅鋼制成1kHz音頻變壓器，在1.0T時，噪聲比3%取向硅鋼下降21dB，鐵損下降40%，還用6.5%硅鋼取代3%取向硅鋼用于8kHz電焊機中，鐵芯重量從7.5kg減少到3kg.6.5%硅鋼國內已進行小批量生產。
與研制6.5%硅鋼的同時，日本還開發了硅含量呈梯度分布的硅鋼。
1、中高頻低損耗梯度硅鋼，表層硅含量6.5%，電阻率高，磁導率高，磁通集中在表面，渦流也集中表面，損耗小。內部硅含量低于6.5%.總的損耗低于6.5%硅鋼。例如：0.20mm厚的6.5%硅鋼的P0.1/10k為16W/kg，梯度硅鋼為13W/kg;P0.05/20k6.5%硅鋼為14W/kg，梯度硅鋼為9W/kg.由于總的硅平均含量低于6.5%，Bs比6.5%硅鋼高，可達1.90T.延伸性即加工性也比6.5%硅鋼好。已經用這種梯度硅鋼制成家用電器逆變器用電感器，由于Bs高，損耗低，既體積小，又發熱少。
2、低剩磁梯度硅鋼，表層硅含量高，磁致伸縮小，中心層硅含量低，磁致伸縮大。表層與中心層存在的磁致伸縮差而引發應力。出現的彈性能導致剩磁低，一般飽和磁通密度Bs為1.96T，剩磁Br為0.34T.ΔB=Bm-Br超過1.0T(Bm為工作磁通密度)。損耗也低，P1.2/50為1.27W/kg.可以用于脈沖變壓器，單方向磁通變化電源變壓器等。作為電源變壓器鐵芯時，還可以抑制合閘時的突發電流浪涌。
最近報導，日本開發出用于中高頻電子變壓器的硅鋼新品種——添加鉻(Cr)的硅鋼。在4.5%硅鋼中，添加4%鉻，電阻率可達82μΩ·cm，而一般3%取向硅鋼電阻率為44μΩ·cm，牌號為“HiFreqs”.0.1mm厚添加鉻的硅鋼損耗低，P0.2/5k為20.5W/kg，P0.1/10k為10W/kg，P0.05/20k為5W/kg;延伸性即加工性好，與3%硅鋼一樣，可以進行沖剪，鉚固加工;耐腐蝕性好，在鹽水和濕氣中，不涂層也不腐蝕。已用這種添加鉻的硅鋼制成25kHz開關電源用濾波電感器，鐵芯損耗為22W/kg，比6.5%硅鋼(36W/kg)和鐵基非晶合金(29W/kg)小。還用它制成70kHz感應加熱裝置的電子變壓器，比0.1mm厚3%取向硅鋼發熱顯著減少，壽命延長4倍以上。
