谈谈输出牛的制作-转

虎胆龙威

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2012-2-15 14:10 上传

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点击文件名下载附件 输出牛的好坏

  　这是一个永远都谈不完的话题. 我个人认为一个合格的输出牛, 在机器上因该有一个良好的开环特性, 哪些主要靠负反馈得来的好声, 谈不上是好作品(不排斥负反馈的正面效益). 所以为2A3,300B等低内阻直热三极管作单端牛, 制作者往往都很慎重, 因为作这类机器人们都不希望用负反馈, 此时输出牛的好坏很容易被耳朵察觉. 这也是此类牛价格高的一个原因.
好的输出牛要有一个好的绕制工艺作基础不会有人怀疑, 可是一般的烧友是看不出工艺好坏的, 工艺好坏不能只从外观漂不漂亮来鉴别. 测电阻,电感,漏电感,分布电容的一致性是方法之一, 更重要的是初次级直流电阻及交流阻抗折算的一致性!!! 这是检验制作者有无过硬的本领或认真负责精神的极佳手段. 那些对音箱阻尼欠佳的牛大凡都是这一关过不了.
人们往往对单端机的力度以及优良的瞬态不敢奢望, 这主要还是牛的问题, 其次是电源供给的问题. 尤其是低频的解析力和柔顺度不能很好的兼顾, 解析力主要是频响和阻尼的问题, 而柔顺度则是波形失真问题了.关键还是输出牛的责任!!

输出牛的电感与漏电感
　　理论上说电感越大越好，漏电感越小越好。增大电感无非是加大铁芯，增加绕线圈数，提高铁芯的导磁力。但大铁芯和圈数多又加大了分布电容，所以是一对矛盾。问题是我们在设计输出时，要正确考虑所需的电感量，例如2A3,300B等低内阻直热三极管单端牛，往往作15H左右初级电感量其低频响应就已经很好了，过分追求电感量实无多大意义。
关于漏电感到是要好好去思考，对于全频单元要简化输出牛绕制工艺的话，可根据单元的自身电感设计对应高频响应所需的漏电感。这样考虑的话往往漏电感较大，绕制好操作，但此牛的通用性不强。理想的还是漏电感越小越好，如果漏电感设计不当其与喇叭音圈电感相互作用，会造成高频过分犀利，削弱了低频的听感。对于一般情况（包括多单元音箱）如果输出牛漏电感大的话，可用负反馈或次级接电阻校正，当然我们还是希望漏电感越小越好。小的漏电感必须要精湛的设计和绕制工艺，它需要初次级线圈截面对合良好，窗高要尽量利用，气隙不要过大。

输出牛的分布电容
　　　关于分布电容当然是越小越好了，绕牛时主要是初级线圈自身分布电容的控制，因为初级线圈的圈数多分布电容大。我的主张是绕牛要分层垫纸，一则好排线，二来减小分布电容。绕线要采取Z字型绕法，此绕法可将初级分布电容减少到S型绕法的1/3，可见其效果相当可观。另外绝缘纸的品质也很重要，我曾试验过用特富龙，但它太滑排线的难度太大失败了，他日如果有机会能试验一下杜邦绝缘纸就好了。
初次级绕组的布置
　　　这就是通常所说的分层分段问题。一般情况下分段用M6 型布置就很好了，所有绕组要求尽量等宽，同侧绕组要求绝对等宽，能用细线不用粗线，次级要尽量用多线绕制。从积肤效应看细线要好于粗线，从线材质量看细线在拉制时要求的铜材杂质要少，不易作假（猜测）。选择线径时不能想当然，一定要反复计算和验证。

铁芯的选用
从高频的角度，铁芯片需要薄一点的好，一般不要大于0.35的片厚。从初始导磁率和低频失真的角度看，退火片要好一些。另外，冲好的硅钢片最好放置时间长一些再用，装片时不要挤压得太紧，紧固铁芯的螺杆也不要拧得太紧，这关系到低频失真的问题。螺杆与铁芯之间要绝缘以减小损耗。退火片的毛刺要少得多，对减小高频损耗有利。

输出牛的抽头
我个人不赞成多抽头多用途，辅助的抽头往往在阻抗上很难匹配，做机器时会难以达到你预想的声音，甚至造成意外的失真。

输出牛的动态
我个人认为这个问题是输出牛的核心问题！也是一个极为关键的问题。一个输出牛在理想的频响下到底有多大的输出功率？反过来说在最大不失真功率时频率响应如何？一个设计者在初始设计时能把这个问题搞清楚我想可能就是一个“合格”的设计者。
在说好这个问题之前，我们要先明确一个常见的问题。即我们通常在测试一个输出牛的初级电感时，有人测的数值大，有人测的数值却要小。那到底谁的正确呢？是不是电感表有问题？其实，输出变压器的电感是随着你加上的励磁功率而变化着的，通常电感表所测量的数值几乎是矽钢片在初始导磁率时初级的电感量。此时的电感量只能满足最小音乐信号时的低频失真要求。而随着音乐信号动态的增大，对电感量的需求也会增大。

输出牛的瞬时响应
大凡我们在听音乐时，常常会评论一部机器或一个系统发生的声音有慢或快之分，实际上音乐播放的时间是不会变的，只是人耳所感受音乐动态变化（即瞬态）不同而造成的。就胆机而言，输出牛的瞬间响应能力是关系音乐快慢感觉的关键部位。
输出变压器的瞬时响应能力主要是指，变压器次级线圈电压建起的过程长短，次级电压建起时间短则瞬时响应能力强，反之则瞬态差。因此我们在设计变压器时要充分考虑实际聆听的需要。
次级线圈电压建起的时间主要涉及，变压器的漏电感、线圈电阻、功率级输出内阻和所接音箱分频器的电容量等参数。其中前三项参数是我们设计时可以控制的，而音箱分频器的电容量则是未知的。功率级内阻小有利于变压器的理想设计。这也是低内阻三级管好声的原因之一。
当变压器设计时以不考虑次级所接电容器大小的方向时，其线圈电阻和漏电感便为设计瞬时响应时间长短的主要依据了。此二项数据主要是涉及变压器的电路衰减量，衰减小则瞬变好，衰减大则瞬变差。但衰减量不能过小，过小则电压反应有过冲现象，反应在变压器方波测试时前端有 “振铃现象”，衰减量过大则方波测试时前端有“爬坡现象”。
所以说一个合格的输出牛在满功率输出时，其最大的电感量应该能满足最大音乐动态的要求，这样在满功率输出时低频失真才能符合最初的设计要求。其实同样的道理，输出变压器的漏电感也是在随着音乐动态变化而不断变化，高频相应也随着变化而衰减。

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变压器火灾的危险性及预防措施

变压器是利用电磁感应原理，把交流电能转变为不同电压、电流等参数的另一种电能的设备。它内部的绝缘衬垫和支架，大多采用纸、棉纱、布、木材等有机可燃物质，并有大量的绝缘油，如1000千瓦的变压器大约用木材0.012立方米，纸料40公斤，绝缘油1吨。因此，它的火灾危险性在于易燃烧，变压器内部一旦发生严重过载、短路，可燃的绝缘材料和绝缘油就会受高温或电弧作用，分解燃烧，并产生大量气体，使变压器内部的压力急剧增加，造成外壳爆裂，大量喷油，燃烧的油流又进一步扩大了火灾危害，并造成大面积停电，影响正常的生产和生活。运行中的变压器发生火灾和爆炸的原因有以下几个方面：

　　(一)绝缘损坏

　　1.线圈绝缘老化

　　当变压器长期过载，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匝间短路、相间短路或对地短路，引起变压器燃烧爆炸。因此，变压器在安装运行前，应进行绝缘强度的测试，运行过程中不允许过载。

　　2.油质不佳，油量过少

　　变压器绝缘油在储存、运输或运行维护中不慎而使水分、杂质或其他油污等混入油中后，会使绝缘强度大幅度降低。当其绝缘强度降低到一定值时就会发生短路。因此放置时间较长的绝缘油在投入运行前，必须进行化验，如水分、杂质、粘度、击穿强度、介质损失角、介电常数等项。运行中，也应定期化验油质。发现问题，应及时采取相应的措施。

　　3.铁芯绝缘老化损坏

　　硅钢片之间绝缘老化，或者夹紧铁芯的螺栓套管损坏，使铁芯产生很大的涡流，引起发热而使温度升高，也将加速绝缘的老化。

　　变压器铁芯应定期测试其绝缘强度(测试方法和要求与线圈相同)，发现绝缘强度低于标准时，要及时更换螺栓套管或对铁芯进行绝缘处理。

　　4.检修不慎，破坏绝缘

　　在吊芯检修时，常常由于不慎将线圈的绝缘和瓷套管损坏。瓷套管损坏后，如继续运行，轻则闪络，重则短路。因此，检修时应特别谨慎，不要损坏绝缘。检修结束之后，应有专人清点工具(以防遗漏在油箱中造成事故)，检查各部件、测试绝缘等，确认完整无损，安全可靠才能投入运行。此外在检修时更要注意引线的安全距离，防止由于距离不够而在运行中发生闪络，造成事故。

　　(二)导线接触不良

　　线圈内部的接头、线圈之间的连接点和引至高、低压瓷套管的接点及分接开关上各接点，如接触不良会产生局部过热，破坏线圈绝缘，发生短路或断路。此时所产生高温的电弧，同样会使绝缘油迅速分解，产生大量气体，使压力骤增，破坏力极大，后果也十分严重。

　　导线接触不良有以 下原因：

　　1. 螺栓松动。2.焊接不牢。3.分接开关接点损坏。

　　针对上述原因，应采取如下措施：

　　1.在变压器停运检修时，应加以检查，对接触不良的螺栓都必须紧固。对不能停运的变压器，必须进行外部接点检查。

　　2.检修时在焊接前必须将焊接面清洗干净，焊接后认真检查焊点质量，以防运行时焊点脱落引起事故。

　　3.应将开关转换到位，逐个紧固螺栓，确信一切正确无误时，才允许投入运行。

　　(三)负载短路

　　当变压器负载发生短路时，变压器将承受相当大的短路电流，如保护系统失灵或整定值过大，就有可能烧毁变压器，这样的事故在供电系统中并不罕见。

　　为此变压器必须安装短路保护。中、小型变压器(特别是农村用变压器)，一般在高压侧设跌落式熔断器，熔体的选择应能保证在变压器内部或套管处发生短路事故时即被熔断;低压侧用低压熔断器保护，熔体也应能保证在各引出回路发生短路或过载时被熔断。

　　此外，变压器高压侧还可通过过电流继电器来进行短路保护和过载保护。根据变压器运行情况、容量大小、电压等级还应有气体保护、差动保护、方向保护、温度保护、低电压保护、过电压保护等设施。

　　(四)接地不良

　　油浸电力变压器的二次侧(380/220伏)中性点都要接地。当三相负载不平衡时，零线上就会出现电流。如这一电流过大而接地点接触电阻又较大时，接地点就会出现高温，引燃可燃物。为此，应经常检查接地线、点是否连接完整紧固，并应定期测试接地电阻。

　　此外，在运行中还应注意变压器的声音，随时监视温升的变化，检视油位和油色，发现异常，应及时采取措施，确保安全。

　　(五)雷击过电压

　　油浸电力变压器的电流，大多由架空线引来，很易遭到雷击产生的过电压的侵袭，击穿变压器的绝缘，甚至烧毁变压器，引起火灾，所以必须采取相应的防雷措施。(

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磁芯电感器设计注意事项
      磁芯电感器的频率特性主要由三个因素影响
      A、磁芯材料损耗的影响是最主要的，它导致Q值从最大值后呈现负斜率。
      B、介电损耗也是影响的因素，特别是在高频段尤为明显。
      C、第三个影响因素是分布电容和电感的自谐振效应。




      自谐振频率对磁芯电感器的性能起到负面影响，自谐振频率是由分布电容和自感所决定，而分布电容是由绕线方法所决定的。尽量减少分布电容是绕线设计中非常重要的考虑目标。对于环型磁粉芯的绕线，它的有效电容是与电感并联的，这个分布电容是线与线之间，层与层之间和绕线本身与磁粉芯之间的电容之和。




      好的绕线设计技术就是要尽量缩小圈数之间的电压，力求尽量减少分布电容，比如将绕线划分成几组，或者使用绕线排更可以有效较少电容量。在绕线和内部分段连接技术中，应尽量避免使输入端与输出端靠的太近，因为在着两个部分具有圈与圈间最大的势能，并因此而分布最大的有效电容值。同时，湿度指标和灌封与封装材料的绝缘常数也会提高分布电容值。




      对于精密绕线磁芯，要求时间稳定性高和温度重复性好。所以在其温度周期内，必须让绕线应力得到释放。在磁粉芯是绕制完的线圈必须要做尽量多的从室到125℃的温度循环，这个温度循环不仅仅是为了释放应力，而且还有去除湿度的作用，当完成温度循环后，必须要对磁芯电感器进行电感量的最后调整。




      绕线后磁芯必须保持干燥，尽快浸封，灌封或密封起来，应仔细选择灌封化合物材料，以避免有些材料随时间和温度收缩，而影响稳定性。在绕线后磁芯外面加上一些垫衬材料可以改善这种影响。




      对于设计工程师而言，了解热老化引起磁芯损耗增加条件是十分重要。在高频条件下，涡流损耗是主要损耗，而低频下，磁泄损耗则是主要损耗。而各种损耗形式在总损耗中所占比例也会受到磁通密度的影响。受到高温热老化影响的是磁芯损耗的涡流部分。




      在铁氧体磁芯内采用开气隙的方式，可降低磁芯的有效磁导率，从而降低工作的磁通密度，但这种气隙可以造成严重的局部化气隙损耗问题，当频率高于100KHz时，尤其显著，在很多的例子里，气隙损耗都会超过磁芯损耗，由于磁粉芯的气隙是均匀分布的，所以这类局部化气隙损耗基本上是不存在的。




      如果选用任何不适当的磁芯材料或小于指定尺寸的磁芯，磁芯会因为进行过高频率的磁芯损耗而产生温升，从而更可能导致热衰败。




      在选择适合的磁粉芯材料前，比寻确定磁芯电感器摆动的重要性，选取原则是保证磁粉芯不被磁饱和为前提。




      判断磁粉芯温度的"过热点"的最佳方法是在磁芯打一个小的盲孔，并插入温差电偶丝，要求电偶丝与磁芯紧密接触才能得到精确结果，必须严密注意通风死角的温度情况，因为这些死角处的温度比冷风通道处的温度要高。建议单元组件在最恶劣条件下运行4-8小时，或运行导磁芯电感器达到热平衡为止。这样才能获得真正的磁粉芯的最高温度。要注意磁粉芯有不同的导热系数，会形成温度分级情况。




      磁粉芯的原料磁粉有磁力格化现象，即是说当磁粉被磁化时，它们尺寸会发生轻微的变化，此情况在可听频率>20KHz以上应用中无关紧要，但在某些50Hz的用途中，磁芯会有蜂鸣噪音出现，这种情况在E形磁芯比在环形磁芯更明显，也会随着交流磁通密度的变化而改变。

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正想制作输出牛，看看，谢谢楼主

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谢谢楼主！

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顶楼主，刚才附件不能下载，pm了下楼主，不到2分钟就mail过来了，真是感谢！

虎胆龙威

变压器铁芯材料的发展 2008-07-27   来源：工控商务网   浏览：1119 [推荐朋友] [打印本稿] [字体：


    铁芯是变压器的重要部件。变压器铁芯对材料的基本要求是，在一定频率及磁通密度下具有低的铁芯损耗，和在一定磁场强度下具有高的磁通密度。在变压器的发展过程中，曾经采用和目前应用的铁芯材料有：1.纯铁、软钢和无硅钢；2.硅钢片；3.铁镍合金（坡莫合金）；4.铁铝合金；5.非晶态合金；6.微晶合金。下面分别介绍这些材料的发展情况。
1 、纯铁、软钢及无硅钢
    最早的变压器铁芯（感应线圈铁芯）是用铁棒做成的，后来又改用铁丝制作铁芯。1885年，匈牙利岗茨工厂开始采用薄铁带作变压器铁芯；1887年，岗茨工厂出现用软铁片叠成的变压器铁芯。19世纪90年代及以后，用软铁片叠成的变压器铁芯逐渐推广。同时一些工厂用软钢片取代软铁片，制成变压器铁芯。
   但是，在19世纪末及20世纪初，用软铁或软钢制造的铁芯存在三大问题。一是当时薄铁片（薄钢片）的价格昂贵，制约了它的推广；二是铁芯损耗大，发热严重；三是“铁芯老化”问题曾使许多人伤透脑筋，人们发现，变压器运行一段时间后，铁芯损耗迅速增加，发热更为严重，迫使人们有时不得不更换铁芯或整台变压器，这一问题给当时迅速发展的交流系统投下了巨大的阴影。针对“铁芯老化”问题，许多人进行了大量的研究、试验工作，直到1895年才基本搞清了它的机理，知道影响铁芯老化的主要因素是运行温度。

      总之，由于软铁或软钢具有导磁性高，矫顽力低、价格低廉、工艺性好等优点，因此在1900年硅钢片发明前及20世纪初一段时间里，变压器铁芯多是采用热轧低碳软钢片或电磁纯铁片冲制而成的。但是，软铁及软钢存在电阻率低、涡流损耗大，特别是“铁芯老化”严重等先天不足，因此在硅钢片实现工业化生产后，逐渐退出了大部分变压器铁芯领域。
    尽管如此，人类仍孜孜不倦地对软铁、软钢进行改进。特别是希奥弗（Cioffi）和因森（Yensen）研究发现，纯铁在高温氢中进行除杂质处理后可以显著改善磁性能，使纯铁的u0达到20000，um达到340000。1940年后许多国家又推广真空冶炼法，改进轧制和热处理工艺、使软铁、软钢的性能有所改善，使它们在硅钢片风行全球的时候仍在某些小型电机变压器铁芯中有所应用。特别是从50年代末期开始，情况开始发生变化。美、日、苏、英等从经济性和实际用途考虑，采用新的冶炼、轧制退火工艺，又开始大力发展冷轧无硅低碳电工钢片和电磁纯铁电工片。美国从50年代末期开始用无硅电工钢片取代一般的低硅钢片，用于生产日用电器、分马力电机和一部分小电机，1972年，美国无硅钢片的用量已占电工钢片总量的50%。苏联60年代后开发出ЭO00～ЭO300牌号的无硅钢片，推广用于小型电机、电器中；英国无硅钢片发展很快，80年代初的产量与硅钢片持平；日本无硅钢片使用较少，一些不太重要的产品则多采用低级硅钢片。
无硅电工钢片具有价格低、冲制性能好、磁感高等优点，其最明显的缺点是损耗太高，从而大大限制了它的应用场合，所在在70年代能源危机后，无硅钢片的生产又逐渐回落。

2、 硅钢片
1822年，著名瑞典化学家伯尔瑟利乌斯（J.J.Berzelius，1778～1848）首先制取出了硅（Si）。1889年，英国人巴莱特（W.F.Barett）、布朗（W.Brown）和哈德菲尔德（R.A.Hadfield）开始研究各种二元系和三元系合金的磁性能和电气性能。他们在研究中发现，在软钢中加入硅（Si），可以提高钢的电阻系数，降低钢的涡流及磁滞损耗，而且钢片的衰老现象也有改善。1900年，他们在《Sci. Trans.Roy. Dublin Soc.》上发表文章，介绍了研究成果，引起人们注意。1903年，美国开始生产这种加有硅的钢片，并称它为“Stalloy”（硅钢片）。同年，德国也开始生产硅钢片。不久，法国、英国、意大利等也开始生产硅钢片，苏联在1915年、日本在1924年开始生产硅钢片。

3 铁镍合金（坡莫合金）
    铁镍合金又称坡莫合金（Permalloy）。它是一种在弱磁场具有高磁导率和低矫顽力的低频软磁材料。早期铁镍合金是应电话通信需要而研制的。铁镍合金的含镍量从36%到80%，变化幅度很宽，因此它的磁性和应用领域也不大相同。1917年，纽曼（G.Neumaun）提出含镍量78.5%的铁镍合金的专利（加拿大专利No.180539），1921年，阿诺德（Arnold）和埃尔门（G.W.Elmen）发明含镍量78.5%的铁镍合金。这种铁镍合金的导磁率特别好，比一般硅钢片高10～20倍，但其电阻率较低。纽曼的发明促进铁镍合金在20年代得到了较广泛的工业应用。后来，人们在铁镍合金中加入钼、铬、铜提高磁性能、电阻率和改善热处理性能。加入铜的铁镍合金在英国称为铜坡莫合金（Mumetal）。1934年，纽曼发明钼坡莫合金（Ni72% ，Cu14%， Mo3%），不仅使导磁率大大提高（u0=60000～90000），而且提高了电阻率，使涡流损耗大大降低。除钼坡莫合金外，30年代还应用了铬坡莫合金，（Ni78.5%， Cr3.8%，其余Fe）。1947年，美国贝尔实验室的布思（Boothy）和博左思（Bozorth）发明超级坡莫合金（Supermalloy），它是一种四元合金（Ni79%，Mo5%，Mn0.5%，其余Fe），其导磁性更好，u0达到100，000，um达到1，000，000。50年代初，阿什穆斯（Assmus）和费弗（Pfeifer）发现Fe-Ni-Mo-Cu四元合金的性能与超级坡莫合金相当，继后，里查德（Richards）和沃克（Walker）又对该四元合金进行了改进，得到一种高性能的Fe-Ni-Mo-Cu四元合金（Ni77%，Mo14%，Cu4%，其余Fe）并取名为“Super-mumetal”，um达到200，000。1956年，霍依（G.H.Howe）发明一种晶粒取向和磁畴取向的铁镍合金（Ni65%，Mo2%，Fe33%），并取名为“Dynamax“，其um最高达到1，780，000。
铁镍合金具有导磁率很大、矫顽率很低、电阻率不高的特点，加之价格昂贵、工艺性能较差等特点。因此，在电机变压器领域，仅用作小型变压器、控制用微电机、控制用变压器、高灵敏度变压器和高精度变压器等的铁芯中。


4 、铁铝合金
     本世纪初叶，人们发现在纯铁中加入1%的铝可以提高纯铁的磁性能，但并未在电工领域获得应用。1948年，日本人增本·斋藤着眼于Fe2Al的规则晶粒，进行了含铝16%的铁铝合金的研究，获得成功，他将这种铁铝合金命名为“Alperm”，其u0=3100，u-m-=54700。同年5月，他在《日本金属学会志》上发表了他的研究成果，引起较大反响，并使这种合金在40年代末期后进入工业应用领域。但是，当时这种合金既硬又脆，机械加工性能较差。1954年，美国人纳奇曼（F.Nachman）将含铝16%的铁铝合金经真空冶炼、氢中脱碳、脱氧，经铸-热轧-冷轧，制成了0.1mm厚的薄板，并取名为“Alfenol”，这种铁铝合金的导磁性有所提高，u0=1500～4000，um=15000～70000（以后又提高到115，000～130，000）。
        在铁铝合金中，人们还添加某些其它元素，如Mo、Mn等，以改善其性能。如美国的“Thermanol”合金（Al16%，Mo3%，Fe81%），前苏联的“Ю14Г3”合金（Al14.4%，Mn3.26%，其余Fe）。
       铁铝合金具有较高的导磁率和较高的电阻率，加之价格较铁镍合金便宜，并具有良好的耐热、耐蚀性能，所以在小型变压器、控制变压器、互感器和微特电机中得到了应用。

5、 非晶态合金
    非晶态电工钢片是把一些液态合金（如Fe-Si-B合金）以每秒百万度摄氏的冷却速度直接冷却到固态，获得合金中的非晶结构的一种软磁材料，其主要优点是磁感应高、铁耗低（约为取向硅钢片的1/2～1/3）。
1960年，美国人杜韦兹（P.Duwez）发明快淬金属工艺，制造出非晶合金。1968年，GE公司的留博斯基（Luborsky）发现非晶合金具有损耗很低（10.44/W/kg）的特点。为此，1970年美国联信（Allied）公司开始生产非晶合金带材，从而引发了70年代研究非晶合金的高潮。1979年出现单辊非晶制带法，推动了非晶合金工业化生产。1979年，Allied公司研制出260 5SC非晶态合金（Fe81%,Bl1%,Si3%,C5%）,后又研制出不含C的260 5S2的非晶态合金（Fe78%，Bl3%，Si9%）。80年代，美国、日本、德国相继建成年产万吨级的连续制带设备，苏联、德国、捷克、匈牙利等也建成了非晶合金工业生产装置。中国从1976年开始研究非晶合金，80年代开始生产非晶合金。
     非晶合金钢片已用于冲制变压器铁芯、三相电机定子铁芯等，其铁芯损耗比无取向硅钢片铁芯低得多。

6 、微晶合金
    微晶合金材料是随近20年来金属快速凝固技术进步而发展起来的新型导磁材料。1988年，日本日立金属所发现（Fe，Co）-Si-B系铁基合金中加入适量的Cu和Nb等元素，其非晶薄带在经低温加热后即在非晶相内析出约20mm大小的bcc亚稳相的均匀分布的超微晶粒，即制备出了纳米级Fe-Si微晶窄带。90年代，许多国家纳米级Fe-Si微晶合金进行了研究，形成了不同的工艺路线，如对晶粒取向硅钢片室温局部加压，然后高温退火，使形成纳米级微晶；或采用激光照射使其微晶化；或采用特殊工艺使Fe-Si-B非晶合金微晶化。除Fe-Si系列外，人们对Fe-M-B及Fe-M-C等系列微晶材料也进行了研究。

    微晶合金钢片的饱和磁感应强度和磁导率很高，铁耗非常低，可用于要求较高的电机、电器中。

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配电变压器老化诊断技术 2011-04-11   来源：环球商务网   浏览：129 [推荐朋友] [打印本稿] [字体：大  小] 　  配电变压器的老化原因有电场、热、光、水、盐等。老化的表现形式中，以绝缘强度下降最为突出。下面阐述应用FMEA(老化形式及影响分析)法在线诊断柱上变压器老化的技术。  

　　一.FMEA法原理



　　  


　　  首先根据变压器的结构及材料找出老化的所有形式，研究老化的主要原因和对变压器材料的影响。然后按表1～3的标准，分别评出“出现频率”、“严重程度”.“检查难易程度”，选定出“危险性级别”是由上述三个标准的分数乘积来评定。柱上变压器的FMEA法示于表4.在表上造定“危险性级别”高的老化方式用“○”符号表示。由表中可见，“危险性级别”高的老化材料是绝缘纸和绝缘油.  

　　二、老化过程

　　线圈的绝缘纸是由纤维分子构成的;由于热和氧气的作用而老化。在老化过程中，纤维的分子低分子变化，平均聚合度降低而产生CO2、CO和H2O等。  

　　绝缘油因氧气的存在而变化，另一方面由于油温上升以及和铜、铁等金属的接触而更加速老化进程，结果分解出气体和产生油渣。  

　　由于绝缘纸和绝缘油的上述老化，于是在油中便溶解和悬浮着表5的生成物。  

　



　  

      为了寻找在线检测老化的方法，将组成柱上变压器的材料——绝缘纸、线圈、铁芯等，按实物同一比例密封于容器内，进行加速热老化试验，观察绝缘纸的热老化特性及溶于油中的气体的变化情况.试验条件：a)加热温度125℃，b)加热时间2个月; 4个月、 6个月。试验方法，将3个取样装入恒温槽内加热，经2个月、4个月、6个月时间分别取出一个取样、测定绝缘纸、绝缘油以及老化生成物的特性变化情况。另外将一个取样在常温放置2个月后进行与加热取样相同的测试，其结果作为0个月的初始值。  

　　试验结果表明，随着热老化时间加长，绝缘油的酸值明显增大，但看不出击穿电压有明显下降的趋势，而且试样之间无多大区别。绝缘纸的拉伸强度，聚合度都下降，但击穿电压基本不降低。CO2+CO的生成量明显增加。


　　通常，绝缘纸的聚合度到达20%时，低的机械强度就基本消失了，因此可将此值作为寿命标准。但考虑到安全裕量，实际上是以聚合度为30%作为判断老化的标准。


　　为测定绝缘纸的聚合度而从运行着的变压器中取出绝缘纸是不可能的。但是，在热老化时生成的气体则是很容易知道的。根据多种研究证明，CO2，CO的生成量和绝缘纸的聚合度有非常密切的关系。因此，可利用这种对应关系，通过CO2、CO的生成量来换算聚合度.其结果是聚合度为30%时，对应的CO2十CO的生成量是1.0ml/g(毫升/克)。因此，可以1.0ml/g作为判断老化的标准。由此可见，变压器老化的在线检测，只要检测老化过程中CO2+ CO的生成量就可以了.



三、柱上变压器老化的在线检测  

　　研究的结果表明：超声波传感器和CT能检测变压器的局部放电，接触燃烧式气体传感器可检测老化过程中产生的可燃气体.  

　　将超声波传感器安装在变压器油箱外侧。或将CT安装在接地线上检测局部放电，都用MCA(多路分析仪)测定和分析局部放电时峰值达到电晕电平的放电脉冲的出现个数。用这种方法诊断了安装使用很久的变压器的老化，然后将其中9台拆下并解体调查，其结果示于表6。由此可见，这种方法是精度较高的一种诊断技术。



      将手提接触燃烧式气体传感器与变压器的排油管连接，由本传感器检测出从高分子膜分离出来的 6种气体( H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2、CO)，根据这 6种成分的气体的绝对量有无异常，各成分的比例和CO的量，用微型计算机便可推算出变压器的异常状态。由于本传感器使用高分子透气膜分离溶解于油中的气体，因而需要一定的时间(约一周)，但结果表明，用本方法的测量精度和色谱分析装置的测量精度是相同的，详见附图。  

　



　  

        上述利用局部放电和可燃性气体传感器的柱上变压器老化在线诊断技术，在老化过程中检测发生的现象，从而预测变压器的老化是可行的。但今后还要进一步研究提高局部放电的诊断精度。

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慢慢看慢慢学

把梦做完

这个基本原理要好好弄懂，反复学。

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占座学习，，，，

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好文章！学习下。

duanmaoyong

好文章。谢谢

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顶楼主，附件不能下载!

虎胆龙威

在功率电感和扼流圈设计中怎样选取粉芯（分布式气隙）材料
简介：
本应用指南给出了粉芯材料（MPP,Sendust，Kool Mu，High Flux以及Iron Powder）在电感，扼流圈以及滤波器的设计中的选型和优化。
具体选择何种材料取决于以下具体的应用情况：
1） 电感中通过的直流偏置电流大小。
2） 环境温度和允许的温升。目前的应用环境温度超过100℃已经非常普遍。
3） 尺寸约束和焊接方法（表面贴装或者通孔插装）
4） 成本考虑：铁粉芯最便宜，MPP最贵。
5） 磁芯电气性能随温度变化的稳定性。
6） 磁芯材料的可选择性。比如：微晶公司铁粉芯主要为#26和#52材料，而MPP最常用的材料为磁导率为125的材料。
随着近年来铁磁技术的飞速发展，工程师设计优化时的材料可选择性大大提高。
随着近年来铁磁技术的飞速发展，工程师设计优化时的材料可选择性大大提高。对于开关电源、电感、扼流圈以及滤波器设计方面，最常用的材料包括MPP(钼坡莫合金)，High Flux（高磁通磁芯），Sendust（铁硅铝）以及铁粉芯磁芯。针对不同的应用场合，每种材料都有各自的特点。
粉芯磁芯的主要生产厂家如下：
1） 美国微晶公司主要生产铁粉芯。目前只有该公司的铁粉芯具有很高的热稳定性。
2） 美国Magnetic公司以及Arnold公司，CSC公司，T/T电子公司生产MPP,Sendust(Kool Mu)以及High Flux磁芯。
3） 日本TDK,Tokin，Toho生产Sendust磁芯。
粉芯材料磁芯是由高磁导率材料经过研磨或者喷雾造粒形成粉末，磁芯的磁导率取决于高磁导率材料微粒的尺寸和密度大小。调整微粒的尺寸和密度可以得到不同磁导率的磁芯。微粒尺寸越小，磁芯磁导率越小，直流偏置特性越好，但是成本更高。粉末微粒之间彼此绝缘，因此磁芯固有的分布气隙具有更好的储能能力，特别适合在储能电感中应用。
粉芯的分布式气隙特性确保能量储存在整个磁芯体中。这就使得磁芯的温度稳定性更高。而传统的开气隙的铁氧体磁芯由于能量储存在气隙附近，漏感较大，使得气隙损耗和电磁干扰都明显增加。有时局部气隙损耗甚至比磁芯本身的损耗都大。因此，磁芯的温度稳定性不太稳定。优化磁芯选择原则是选择能够满足所有的设计目标需求的同时，具有最小折衷的材料。如果成本是首要考虑因素，铁粉芯是最佳选择。如果温度稳定性是优先考虑因素，那么首选MPP磁芯。
MPP（钼坡莫合金粉芯磁芯）
成分：Mo-Ni-Fe 在所有粉芯磁芯中，MPP粉芯磁芯具有最小的磁芯损耗和最好的温度稳定性。典型情况下，直到140℃，电感的公差漂移都小于1％。MPP磁芯的初始磁导率(μi)有26，60， 125，160，173，200，500。MPP磁芯具有高电阻率，低磁滞损耗和涡流损耗，在直流偏置和交流条件下都非常好的电感稳定性等优点。对于μi=125的磁芯，交流激励（交流磁化磁感应增量超过2000高斯）下，电感变化仍低于2％（非常稳定）。MPP在直流磁化或直流偏置下也不易饱和。MPP的最大饱和磁感应强度大约为8000高斯（800mT）.
同其他粉芯材料相比，MPP价格最贵，但是在磁心损耗和稳定性方面性能最好。在直流偏
置条件下应用时，必须遵循一下原则：在直流偏置下，保证初始磁导率跌落小于20％的对
应的参数如下：对于 μi= 60 磁芯， max. DC bias < 50 奥斯特; μi=125, max. DC bias < 30 奥
斯特; μi=160, max. DC bias <20 奥斯特.
特性:
1. 在所有粉芯材料中损耗最低。低磁滞损耗，因此信号失真小，剩余损耗小。
2. 最好的温度稳定性， Under 1%.
3. 最大磁感应强度为 8000 高斯 (0.8 特斯拉)
4. 电感公差: + - 8%. (3% from 500 Hz to 200 Khz)
5. 广泛用于航空，军用，医疗以及高温应用场合。
应用 :
高 Q 滤波器, 负载线圈, 谐振电路, 300 kHz 以下的射频干扰滤波器, 变压器，扼流圈, 差模
电感滤波器, 直流偏置输出滤波器.
High Flux Cores（高磁通磁芯）
成分: Ni-Fe
高磁通粉芯是由 50% 的镍和 50% 的铁组成的合金粉末。基本材料和铁镍合金带很相似。高
磁通粉芯有更高的储能能力，更高的饱和磁感应强度。饱和磁感应强度大约为 15,000 高斯
( 1500 mT), 与铁粉芯磁芯不相上下。高磁通磁芯比sendust 的损耗更低，但是比MPP 的损
耗稍高。高磁通磁芯广泛用于高直流偏置情况下。不过，由于受限制于磁导率选择和尺寸选择
范围不够多。它不如MPP 和sendust 常用。
应用：
1) 线路噪声滤波器中电感必须在大交流工作电压下不饱和。
2) 开关调整电感（承受大直流偏置）
3) 由于该材料的剩余磁感强度几乎为零，因此适合用于脉冲变压器和反激变压器中，由于剩磁
为零，有效磁感应增量几乎为15K 高斯（丛0 到15K），因此，是脉冲变压器和反激变压器的
理想材料。
Kool Mu / SENDUST
Composition: Al-Si-Fe
Sendust 在Magnetics 公司又名 Kool Mu。取名 Sendust 是由于该材料首次在日本一个
叫Sendai 的地方使用而得名。取名叫'dust' core, 因此名叫Sendust. 通常， sendust cores
同铁粉芯相比有更低的损耗。但是比MPP 的损耗高。相比铁粉芯， sendust 磁芯损耗低 40%
到 50% 。 Sendust 磁芯也表现出非常低的磁滞伸缩系数，因此，特别适合用于要求低音频
噪声的场合。Sendust 磁芯的饱和磁感应强度高达 10,000 gauss ，比铁粉芯略低。然而，
sendust 比MPP 和集中气隙铁氧体磁芯的储能能力高。
Sendust 磁芯的初始磁导率分为 60 和 125. Sendust 磁芯在交流激励下的磁导率或电感量
变化最小(under 3% for ui=125) 在高温下具有极佳的温度稳定性，丛室温到125 度电感的
变化范围小于 3%然而，当温度下降到65度时，对于125材料，电感量下降大约15％，同时，还值得注意的是随着温度的升高，Sendust的电感量下降，而其他的粉芯材料却是随着温度的升高，电感量增加。因此，对于需要温度补偿的场合可以采用Sendust 和其他材料的复合结构。Sendust 磁芯的成本低于 MPPs 或 high fluxes, 但是比铁粉芯稍贵。在直流偏置应用情况下，基本原则是初始磁导率的跌落不能低于20％。
例如： μi= 60 cores, max. DC bias < 40 oersted; μi=125, max. DC bias < 15 oersted. 特性:
1. 比铁粉芯有更低的损耗。
2. 低磁滞伸缩系数，低音频噪声。
3. 良好的温度稳定性， 丛-15 'C 到 125 'C电感量偏移低于4％
4. 最大磁感应强度为: 10,000 gauss (1.0 tesla)
5. 电感量公差: ±8%.
应用:
1. 开关调整器或开光电源中的功率电感。
2. 反激变换器或脉冲变压器（电感）
3. 在线噪声滤波器。
4. 扼流圈。
5. 调光灯相位控制电路(低音频噪声) ,调速电机控制设备。
Iron Powder 成分: Fe 铁粉芯是粉芯材料成本最低的材料。与MPP, High Flux 或 Sendust磁芯，铁粉芯提供了低成本的设计方案选择。它是所有粉芯材料中损耗最大的材料，但是可以通过使用更大尺寸的磁芯来补偿。在许多应用中，空间占用和较高的温升不是特别重要，而成本更为重要，此时，铁粉芯是最佳的选择，铁粉芯分为两类：羰基铁粉芯和氢还原铁粉芯。羰基铁粉芯具有更低的损耗和良好的Q值特性和射频应用。铁粉芯的相对磁导率丛1 到 100. 用于开光电源应用中最流行的材料为#26 (μi=75), #8/90 (μi=35), #52 (μi= 75)以及 #18 (μi=55)材料。铁粉芯的饱和磁感应强度为10,000 到 15,000 gauss.铁粉芯的温度稳定性非常好。The #26号材料的温度稳定性为825 ppm/C丛常温到125度的温度范围内， 电感变化量大约为9%).#52 号材料电感变化量 650 PPM/C (7%). The #18 号材料电感变化量为 385 PPM/ C (4%), #8/90 号材料电感变化量为 255 PPM/C (3%). 铁粉芯材料适合应用于低频场合，由于磁芯的磁滞损耗和涡流损耗较高，工作温度必须限制在125度以下。在直流偏置应用场合，必须遵循以下规则：初始磁导率在直流偏置下下跌不超过20％
For Material #26, max DC bias < 20 oersteds; For Material #52, max DC bias < 25 oersteds; For Material #18, max DC bias < 40 oersteds; For Material #8/90, max DC bias < 80 oersteds. 特性:
1. 低成本.
2. 低频下特性良好 (<10OKhz).
3. 高的饱和磁感应强度: 15,000 gauss
4. 电感公差：± 10%
应用:
1. 储能电感。
2. 低频直流输出电感。
3. 50/60 Hz差模 EMI 线性电抗器。
4. 调光灯电抗器。
5. PFC功率因素调整。
6. 谐振电感。
7. 脉冲和反激变压器。

七彩菲林

怎么看好像有些是街上电力变压器的内容，，，，，

wchxi

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