如何提高德州变压器的效率

  提高效率是对中德州变压器的一个重要要求，一个原因是由于石油、煤等能源价格上涨，节能成为当代的一个重要任务。许多设备，包括在内，不单要求考核负载时的能耗，还要求考核待机（接近空载）时的能耗。中德州变压器的损耗是待机能耗中的主要部份。另一个原因是中德州变压器数量巨大，虽然从单个中德州变压器来看，损耗只有几瓦，并不多。但是成十万个，成百万个中德州变压器，总损耗可达到几十万瓦，几百万瓦，相当可观。还有，许多中德州变压器一直长期运行，年总损耗决不是一个小数目。因此，中德州变压器必须提高效率，降低损耗成为一个重要要求。
　中德州变压器损耗包括铁心损耗和线圈损耗。铁心损耗只要中德州变压器投入运行，一直存在，是德州变压器空载损耗的主要部分。在设计和制作德州变压器铁心时，要选择损耗比较低的铁心材料。铁心材料损耗与德州变压器铁心的工作磁通密度和工作频率有关，因此，铁心材料的损耗必须注明。例如：P1.4/50是工作磁通密度 1.4T和工作频率50HZ下的损耗。P1.0/400是工作磁通密度1.0T和工作频率400HZ下的损耗。P0.25/100K是工作磁通密度 0.25T（250mT）和工作频率100kHZ下的损耗。
　铁心材料损耗包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗，涡流损耗与铁心材料电阻率有关。电阻率越大，涡流损耗越小。MnZn软磁铁氧体电阻率为108— 109μΩcm，在中涡流损耗小，在中的德州变压器中应用占优势，铁基电阻率为130—150μΩcm，硅钢电阻率为20— 40μΩcm，比MnZn软磁铁氧体小106—107倍，在中涡流大。如果要在中的德州变压器中应用，必须采取措施，例如减少金属铁心材料的厚度，现在各种工作频率的德州变压器使用的金属铁心材料的带材厚度一般是：工频50HZ—60HZ用0.50—0.23mm（500—230μm），中频 400HZ至1kHZ用0.20—0.08mm（200—80μm），1kHZ至20kHZ用0.10-0.025mm（100-25μm），中 20kHZ至100kHZ用0.05-0.015mm（50-15μm），100kHZ至1MHZ用 0.02-0.005mm（20-5μm），1MHZ以上用小于5μm。铁基由于喷带设备原因，带厚一般为40—25μm，在工频50HZ至中频 400HZ—20kHZ时都可使用。用于中和的铁基纳米晶合金，带厚一般都小于18μm。以前人有认为：铁心的填充系数与金属铁心材料的带厚有关，并且提出一个计算的经验公式，把铁心材料的带厚作为决定铁心填充系数的唯一因数。现在看来，这个计算铁心填充系数的经验公式并不完全成立。因为，铁心填充系数并不只由铁心材料带厚一个因数决定，还受涂层厚度、带材平整度和带材均匀度等其他因数影响。按照经验公式计算，铁基带厚25μm时，填充系数达不到0.80，而现在用25μm厚铁基带材加工成的德州变压器铁心，填充系数一般都大于0.86，甚至还达到0.90。
　中德州变压器线圈损耗是负载损耗的主要部份。线圈损耗决定于导电材料的电阻率。现在中德州变压器的导电材料绝大多数采用铜。而不用铝，原因就是铜的电阻率小，造成的线圈损耗小，在有些体积小的平面德州变压器和薄膜德州变压器中，导电材料还采用电阻率更小的金和银。这是因为德州变压器的体积小，散热面积小，要求线圈损耗更小，才能保证平面德州变压器和薄膜德州变压器的线圈温升不会超过规定的允许值。