自整角變壓裝置的流體損耗解析
環(huán)形變壓器渦流損耗分析對于環(huán)形變壓器來說，當(dāng)鐵心處于變化的磁場中時，其內(nèi)部就會產(chǎn)生渦流和磁滯現(xiàn)象（磁滯現(xiàn)象產(chǎn)生的磁滯損耗在此不作討論）。交變磁通在鐵心內(nèi)引起渦流會造成功率損失，導(dǎo)致鐵心發(fā)熱，影響電工字形結(jié)構(gòu)環(huán)形變壓器機(jī)的絕緣和可靠性。又因環(huán)形變壓器的鐵心是工字形結(jié)構(gòu)，如所示，為了方便，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用棒料加工，不采用硅鋼片疊制。下面對其具體方案逐個進(jìn)行闡述。傳統(tǒng)的環(huán)形變壓器采用整體式硅鋼棒或1J21等高導(dǎo)磁材料切削而成。對于交變磁通來說，整體式材料相當(dāng)于短路環(huán)，因此變壓器內(nèi)渦流環(huán)流很大，渦流損耗也很大，同時還會造成激磁電流的增加，損耗增大。
采用Si6.5粉末燒結(jié)壓制而成，如所示，這種粉末冶金1棒由硅等導(dǎo)磁金屬粉末中摻雜絕緣材料粉末高溫?zé)Y(jié)壓制而成，每個磁疇包有絕緣體，不易形成渦流，或渦流較小。問題是：此種材料屬于專業(yè)研究單位特有，材料性能差異很大，同時工藝也不穩(wěn)定，影響磁性能的穩(wěn)定性。又因用量不大，沒有形成標(biāo)準(zhǔn)的粉末材料供應(yīng)源，隨著行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化，這種原料與工藝已很少采用。為了減少渦流，可采用卷片形式，這種形式渦流得到了有效的減少，但工藝性不好，卷片很難卷緊，有效面積減少，不適合批量生產(chǎn)。
片狀環(huán)形變壓器結(jié)構(gòu)與卷片式原理相似，但工藝性好些。結(jié)構(gòu)如所示。片式環(huán)形變壓器的定子由兩個導(dǎo)磁環(huán)和若干導(dǎo)磁條組成，導(dǎo)磁環(huán)由類似轉(zhuǎn)子沖片的環(huán)形沖片疊制而成。片狀導(dǎo)磁條嵌入導(dǎo)磁外圓槽中，成工字形曲線。轉(zhuǎn)子鐵心被分割成若干薄片，并形成有輻射狀的數(shù)條槽。這種片式磁路結(jié)構(gòu)的環(huán)形變壓器，其片狀材料能有效地減少渦流環(huán)流，因此可在高磁密狀態(tài)下工作，其負(fù)載能力得到提高，并且也適用于工作電壓等級要求高的場合。
片狀環(huán)形變壓器2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以上分析在我所的產(chǎn)品生產(chǎn)中得到了驗(yàn)證。中為某28機(jī)座號激磁電壓為115V、環(huán)形變壓器采用不同方案的無接觸式自整角機(jī)性能對比。環(huán)形變壓器采用不同設(shè)計(jì)方案下的無接觸式自整角機(jī)性能對比環(huán)形變壓器類型激磁電流/mA激磁功率/W溫升/K1J21棒料150～160->100Si6.5粉末冶金104～1076.3～6.5>80片式環(huán)形變壓器71～783.1～3.9<45從的比較結(jié)果可以看出，采用片式環(huán)形變壓器結(jié)構(gòu)形式，可以有效避免渦流的產(chǎn)生，從而減少渦流損耗。
結(jié)論：針對小機(jī)座號無接觸式自整角發(fā)送機(jī)，要求在高電壓（115V）下正常、可靠工作這一問題，從渦流產(chǎn)生的理論著手，以減小渦流損耗為目的，分析和繼承了以往的研究成果，提出了片式環(huán)形變壓器這一結(jié)構(gòu)形式。試驗(yàn)結(jié)果表明，對于小機(jī)座號無接觸式自整角發(fā)送機(jī)，采用片式環(huán)形變壓器結(jié)構(gòu)可以有效降低渦流損耗，提高帶載能力。采用片式環(huán)形變壓器結(jié)構(gòu)的無接觸式自整角發(fā)送機(jī)已成功應(yīng)用于整機(jī)系統(tǒng)中，有效替代了接觸式的自整角發(fā)送機(jī)，提高了整機(jī)系統(tǒng)的可靠性，消除在惡劣環(huán)境下由于電機(jī)電刷和集電環(huán)的接觸不良而產(chǎn)生的故障，從而使系統(tǒng)能長期穩(wěn)定可靠地工作。