纳米晶高频感应加热电源变压器

一、       前言

    自工业上开始应用感应加热电源以来，已过去将近80年了。在这期间，感应加热理论和感应加热装置都有了很大发展，已成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造业等不可缺少电源。

    在感应加热装置中输出耦合电路是非常重要的一部分，它直接决定了输出装置的效率。电磁耦合电路在感应加热装置中应用为普遍，几乎可以说是不可缺少。分析一下感应加热电源应用的频率区间，在（400Hz～0KH）这个频段感应加热电源的应用为广泛。到目前为止，电磁耦合电路一般在中频频段（400Hz～15KHz）使用的是硅钢铁芯变压器，在高频段则为空芯变压器。

    硅钢铁芯适宜在低频下工作，由于硅钢铁芯在高频状态下损耗急剧增加，一般使用频率不超过400Hz。当工作频率升高，超过400Hz工作时，若仍使用硅钢铁芯，在设计上就必须对铁芯采取措施。比如降低使用工作点，对铁芯进行强制冷却（水冷，氟利昂冷却），使用薄硅钢制作铁芯，提高硅钢中的硅含量等。这些措施对设计和使用都造成了困难，并且提高了制作成本，而且由于铁芯损耗大，降低了装置的整体效率。事实上由于以上所提到的困难，工作频率在超过8KHz时已经无法再使用硅钢铁芯变压器了。

    铁氧体虽然高频损耗小，但饱和磁感应密度Bs和磁导率μ太低，适合于在上百KHz的高频状态下运行。感应加热装置的功率一般都比较大，所需铁芯体积也大，而大型铁氧体制作比较困难，一般在需要大型铁氧体铁芯时，都是用块状的铁氧体粘结而成，使用很不方便。

    空芯变压器没有铁芯，电磁耦合差，漏磁、漏感、激磁电流都很大，导致空载损耗高，电磁污染大。所在在能用铁芯变压器的情况下，就尽量不要空芯变压器。

    由于上述问题的存在，使感应加热装置在中频和高频频段的应用受到了很大的限制，从而也限制了用户更好的选择适宜频率，制定工艺。

    从七十年代初期开始，出现了一种新型的软磁材料-非晶。到九十年代又开发出了纳米晶材料。非晶、纳米晶材料在中频和高频这个频段所表现出来的优异性能为解决上述问题提供了一个较好的解决方案，如果使用由非晶、纳米晶材料铁芯制成的变压器可提高耦合效率，减少损耗，从而提高整机效率。

二、非晶和纳米晶材料在感应加热装置中的应用

非晶材料适合在16KHz以下的中频段使用。而在（16～100KHz）则应使用纳米晶材料。相比较于硅钢，非晶材料的电阻率大，矫顽力小，导磁率高，带材厚度薄，比硅钢更适合在400Hz～15KHz的中频段使用。但当频率继续升高时，非晶材料的磁导率急剧下降，高频损耗迅速上升，从性能、效率、价格的各个指标综合分析，就应当考虑使用纳米晶材料了，与铁氧体相比，纳米晶材料在饱和磁感应密度Bs、磁导率μ、居里温度都具有优势。

三、我司常用变压器参数及规格

1、我司变压器主要参数：

工作电流：三相380V/50Hz

工作电压范围：342V～430V

振荡频率：≤100KHz

负载持续率：100%

冷却水压：0.1～0.3MPa

2、我司变压器常用规格：