铁芯式变压器工作原理、类型及应用特点

众所周知，变压器的原理完全在于能量的转换。根据电磁感应理论，法拉第将这一理论扩展到变压器。虽然最初的交流变压器是在1870年开发的，但从那以后，得到进一步的发展，因而发明了各种类型的变压器，如铁芯式和壳式变压器等。下面简单介绍下铁芯式变压器工作原理、类型和和应用特点。

什么是铁芯式变压器？

在铁芯式变压器中，磁芯由叠片构成，形成一个矩形框架。这些叠片呈L条形，具体如下图所示。为了防止在叠片相互连接的连接处形成高水平的磁阻，另一层以不同的方式堆叠以去除连续的连接。

铁芯式变压器构造

任何类型的变压器主要由三部分构成，即铁芯、初级绕组和次级绕组。

铁芯部分是重要的部分，它提供了一种连续的磁路，具有最小水平的气隙。这是由含硅量高的塑料涂层钢板制成的，并且层压板保持增加的磁导率和最小的磁滞损耗。

为了减少涡流造成的损失，钢板采用轻涂层芯板抛光材料或表面覆盖氧化层进行保护。叠片的宽度在频率为50Hz的0.35mm到频率为25Hz的0.5mm之间变化。此外，为了避免层间的最小间隙，随后将钢板按一个顺序放置，这些交错接头称为叠瓦接头。至于变压器的结构，这里有两种结构，一种是铁心结构，另一种是外壳结构。主流主要说说铁心类型构造。

在铁心式变压器中，铁心部分的一部分由绕组保护。通常，铁心式变压器的铁心部分为矩形，线圈为矩形或圆形。两个绕组均位于铁芯段的相对分支上。

在大型铁心式变压器中，由于圆形线圈的机械能力大于矩形线圈，因此使用圆形或圆柱形线圈。这些绕组由螺旋层保护，螺旋层具有多层，使用纸、布、冷却通道或米卡塔板相互屏蔽。为了最大限度地减少磁通泄漏，两个绕组通过使用图中所示的高绝缘圆柱体一个接一个地步置。

主要类型

根据变压器中使用的叠片，铁心式变压器分为两种类型，分别为：

• LL叠片
• UI叠片

当两个冲压叠片一起焊接时，这就形成了变压器所需的铁芯形状。根据变压器的额定值选择变压器的形状。在变压器的最低额定等级中，绕组呈矩形或方形。

因此，使用正方形或矩形横截面，具有最小额定值的变压器也具有较小的电流保持能力导体，并且很容易以这些形状覆盖导体。此外，对于最小额定变压器，使用这些形状是经济的。

在大型额定变压器的情况下，厚级绕组导体用于处理巨大的电流水平。将导体扭成所需的矩形或正方形有点复杂。所以，圆形绕组是大型额定变压器的合适选择，以增加铜导体的使用。

而当使用方形横截面铁芯绕组上的圆形绕组时，在铁芯和绕组之间留有未使用的相应空间量。为了尽量减少这种情况，采用了横截面芯的速度型。各种形状的保护发生在构造一个几乎横截面的核心，这可能是单步、双步或多步。

主要优缺点

铁芯型式的优点如下：

1、良好的机械能力

铁芯式变压器中的圆柱形绕组全部通过对称的铁芯部分得到保护。与其他类型的绕组相比，它们内置的方法将提供增强机械能力的好处。如前所述，这种铁心变压器是使用每个绕组的一半构成的，该绕组被覆盖在其磁路的每个绕组周围。

2、防止铁流失

铁心式变压器的叠片通常被组织成一个交叉接头，具有额外的一对保护，这提高了铁心宽度的精确度。叠片的堆叠还提供了最小化铁损和漏磁的好处。

3、适用于高频

由于存在多层钢叠片，它们在每层之间使用非导电绝缘物质进行保护，因此存在涡流并将磁化效应降至最低。由于薄叠片结构复杂且经济，这些使得该设备适用于高频率范围。

铁芯型式的缺点如下：

1、不适合外部应用

考虑到其他干式变压器，铁心式变压器并非绝对适合外部应用。不像油变压器，它们没有防腐蚀保护，也没有保护免受外部大气因素的影响，因为它们会逐渐破坏其内部部件，特别是那些由金属制成的部件。特别适用于家用电器和小型制造电器，如室内电源交换和工厂。

2、比较嘈杂

铁芯式变压器和其他干式变压器产生的噪音水平很高，它甚至可以从锡制品中产生可听见的噪声放电，或者由于叠片上的电弧而产生的电噪声。

总结

以上就是关于铁芯式变压器原理、类型及应用特性相关内容的介绍。其实，在日常生活中，铁芯式变压器的用途也是比较广泛的，例如用于高压级应用、配电变压器、汽车和电力变压器等。