高频电源广泛应用于通信、电子、工业等领域,用于将工频交流电转换为高频直流电或交流电,其内部的高频变压器、高频电感等部件都离不开高频铁芯。高频电源用铁芯需要具备低损耗、高磁导率、良好的高频特性,能够在高频磁场下稳定工作,减少能量损耗。高频电源中的高频变压器铁芯多采用铁氧体材质,铁氧体的电阻率高,涡流损耗小,适用于1kHz-1MHz的频率范围,部分高频电源会采用非晶合金或纳米晶合金铁芯,以进一步降低损耗,提升效率。高频变压器铁芯的结构多为EI型、EE型、UU型等,这些结构能够形成闭合磁路,减少漏磁损耗,同时便于绕组的缠绕和装配。高频电源中的高频电感铁芯同样以铁氧体和粉末冶金铁芯为主,粉末冶金铁芯如铁粉芯、铁硅铝芯等,具有良好的直流叠加特性,能够在大电流下保持稳定的电感值,适用于功率型高频电源。高频电源用铁芯的尺寸通常较小,结构紧凑,以适应高频电源小型化、轻量化的发展趋势。在设计过程中,需要根据高频电源的工作频率、输出功率、电压等级等参数,选择合适材质和结构的铁芯,优化铁芯的匝数、气隙等参数,确保铁芯的损耗和温升在允许范围内。此外,高频电源用铁芯的绝缘性能要求较高,需要采用耐高温、绝缘材料。 互感器铁芯用于电力测量,分为电流和电压两类。定西矩型切气隙铁芯
电磁铁是利用电流的磁效应产生磁场的装置,其铁芯是产生磁场的重点,通过电流流过绕组线圈,使铁芯磁化产生吸力,断电后磁场消失,吸力解除。电磁铁铁芯的材质通常为软磁材料,如纯铁、电工纯铁、硅钢片等,软磁材料的磁导率高、剩磁小、矫顽力低,能够快速磁化和退磁,确保电磁铁的响应速度。纯铁的磁导率比较高,适用于对吸力要求较高的电磁铁;硅钢片适用于交变电流驱动的电磁铁,能够减少涡流损耗;电工纯铁的纯度高于普通纯铁,磁性能更优,适用于高精度电磁铁。电磁铁铁芯的结构设计多样,根据应用场景可分为圆柱形、方柱形、马蹄形、U形等,圆柱形铁芯的磁场分布均匀,吸力稳定;马蹄形和U形铁芯能够形成更集中的磁场,提升吸力。铁芯的一端通常设计为极靴,极靴的形状为锥形或球面形,能够减小铁芯与衔铁的接触面积,提升局部磁场强度,增强吸力。电磁铁铁芯的表面处理通常采用镀锌、镀铬或涂漆,防止氧化生锈,提升使用寿命。在直流电磁铁中,铁芯的涡流损耗较小,可采用整体式结构;在交流电磁铁中,为了减少涡流损耗,铁芯会采用叠片式结构,由多片薄硅钢片叠压而成。电磁铁铁芯的吸力与电流大小、线圈匝数、铁芯截面积、气隙大小等因素相关。 清远纳米晶铁芯铁芯作为能量转换的磁路基础,其品质至关重要,我们专注于此。

铸钢铁芯由铸钢材料浇筑成型,相比铸铁铁芯,铸钢的纯度更高,晶粒更细密,导磁性能和机械强度都有所提升。铸钢铁芯的损耗虽然低于铸铁铁芯,但仍高于硅钢片铁芯,因此主要应用于中大型工业设备中,如大型电机、电抗器、电磁铁等。铸钢铁芯的加工工艺与铸铁铁芯类似,需要经过模具设计、浇筑、冷却、打磨、退火等工序,退火处理能去除铸钢在浇筑过程中产生的内应力,提高材料的韧性和导磁性能。铸钢铁芯的尺寸可以根据设备需求进行定制,能适应大型设备的结构要求,但由于其重量较大,会增加设备的整体重量和安装难度,因此在轻量化要求较高的场景中应用较少。
铁芯的磁化并非无限线性,其重点特性之一便是磁饱和现象。当施加的磁场强度(由线圈电流决定)逐渐增大时,铁芯内的磁通密度起初会快速增加,但增长速率会逐渐变慢,此终趋于一个极限值,即饱和磁通密度。达到饱和后,即使再大幅度增加磁场强度,磁通密度的增加也微乎其微。这一现象源于材料内部所有磁畴在强磁场下已基本转向外磁场方向,达到了磁化能力的上限。磁饱和对设备运行有重要影响。在变压器设计中,额定工作磁通密度通常选择在饱和点以下一定裕度,以防止在过电压或谐波条件下进入深度饱和。饱和会导致励磁电流急剧增面积达,机形畸变,产生大量谐波和附加损耗,引起过热和振动。在电感器中,饱和会使电感量骤降,失去滤波或储能作用,有时也利用饱和特性制造可饱和电感,用于稳压或限流。在电机中,过度饱和会影响气隙磁场的波形,降低转矩输出能力,增加铁损和温升。为了避免非预期的饱和,设计时需要精确计算工作磁通密度,考虑此恶劣工况(如此高输入电压、此低频率)。同时,饱和现象也限制了铁芯的小型化极限,因为更高的磁通密度意味着在相同功率下可以减少铁芯截面积,但必须受限于材料的饱和磁通密度。因此,研究和开发具有更高饱和磁通密度的软磁材料。 铁芯的尺寸精度高,便于客户在自动化生产线上进行快速组装。

铁芯的温度特性是指铁芯的磁性能随温度变化的规律,而散热设计则是为了把控铁芯的工作温度,避免温度过高影响磁性能和设备寿命。不同材质的铁芯温度特性存在差异,硅钢片铁芯的磁导率在常温下保持稳定,当温度升高到100℃以上时,磁导率会逐渐下降,当温度超过200℃时,磁性能会急剧恶化;非晶合金铁芯的温度特性更为敏感,温度超过100℃后磁导率下降明显;铁氧体铁芯的居里温度较低,通常在200-400℃之间,超过居里温度后会完全失去磁性。温度升高不仅会影响铁芯的磁性能,还会加速绝缘材料的老化,增加设备故障问题,因此铁芯的散热设计尤为重要。常用的散热方式包括自然散热、风冷、水冷、油冷等,选择哪种散热方式取决于铁芯的损耗、体积、工作环境等因素。小型铁芯如家电用小型变压器铁芯,损耗较小,通常采用自然散热,通过铁芯本身的散热面积将热量散发到空气中,设计时会增大铁芯的表面积,或在铁芯周围预留足够的散热空间。中大型铁芯如电力变压器铁芯,损耗较大,会采用油冷或风冷方式,油冷是通过变压器油的循环将铁芯产生的热量带走,冷却效果较好;风冷则是通过风扇吹风,加速空气流动,提升散热效率。高频铁芯的损耗集中在表面,会采用散热片散热。 铁芯的截面积与其所能通过的比较大磁通量直接相关。鄂尔多斯环型切割铁芯
铁芯叠压系数越高,磁路损耗越容易控制。定西矩型切气隙铁芯
单相变压器铁芯主要用于单相变压器中,适用于单相供电系统,如家庭用电、小型工厂等场景。单相变压器铁芯的结构多为芯式,由两个铁芯柱和上下两个铁轭组成,形成闭合的磁路,绕组分别套装在两个铁芯柱上。铁芯的材质多为冷轧取向硅钢片,叠压方式多采用斜接缝叠压,以减少磁路损耗。单相变压器铁芯的尺寸根据变压器的容量而定,容量较小的单相变压器铁芯通常采用小型化设计,体积小、重量轻,便于安装和搬运;容量较大的单相变压器铁芯则需要增加铁芯柱的截面积和硅钢片的叠装层数,以满足磁通量的需求。单相变压器铁芯的加工工艺相对简单,生产效率高,能满足民用和小型工业场景的供电需求。 定西矩型切气隙铁芯