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交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。在這里要提醒的一點(diǎn)就是，有這兩種損耗的前提是加以交流電壓的具有鐵心的線圈，沒有鐵心或者不是通交流電的線圈顯然是沒有鐵損的。

1、銅損（ΔPCu）

在交流鐵心線圈中，線圈電阻R上的功率損耗稱為銅損，用ΔPCu表示。所謂銅損并不僅僅表示銅線的功率消耗，這代指了所有類型線圈導(dǎo)線的電阻損耗，包括銅導(dǎo)線、鋁導(dǎo)線等。

▲圖26-1

如上圖26-1所示，在鐵心線圈端口加以交流電壓u（正負(fù)號(hào)僅表示該時(shí)刻的電壓方向，非恒定不變），此時(shí)線圈中流過的電流為i，N匝線圈的總電阻為R，那么此時(shí)該鐵心的銅損為ΔPCu=I2R，其中I是電流i的有效值。關(guān)于交流變量的瞬時(shí)值和有效值，在這里就不作詳解。銅損會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，造成線圈與周圍環(huán)境的溫升。

在這里我順便跟大家提一下，在變壓器中，銅損又稱短路損耗，也稱負(fù)載損耗，它可以通過變壓器的短路實(shí)驗(yàn)測(cè)得。對(duì)雙繞組變壓器來說，當(dāng)以額定電流通過變壓器的一個(gè)繞組，而另一個(gè)繞組短接時(shí)變壓器所吸收的有功功率就是變壓器的短路損耗；對(duì)于多繞組變壓器，短路損耗是以指定的一對(duì)繞組為準(zhǔn)的。

2、鐵損（ΔPFe）

在交流鐵心線圈中，處于交流磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱為鐵損，用ΔPFe表示。鐵損又包括磁滯損耗和渦流損耗兩種，這在我之前將磁性材料的磁特性的時(shí)候其實(shí)已將提到過了，就是不知大家還有沒有印象。

在這里我再順便跟大家提一下，在變壓器中，鐵損又稱空載損耗，可以通過空載實(shí)驗(yàn)測(cè)得，即當(dāng)用額定電壓施加于變壓器的一個(gè)繞組上，而其余的繞組均為開路時(shí)，變壓器所吸收的有功功率。

（1）磁滯損耗（ΔPh）

由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗，用ΔPh表示。這里我?guī)Т蠹液?jiǎn)單回顧一下磁滯的相關(guān)內(nèi)容，這是之前學(xué)習(xí)磁性材料的磁特性時(shí)的內(nèi)容，即當(dāng)鐵心線圈通有交變電流時(shí)，鐵心將受到交變磁化，但當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度H減少為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B并未回到零值，出現(xiàn)剩磁Br。這種磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱為磁滯性。如圖26-2中這種在磁場(chǎng)強(qiáng)度周期性變化時(shí)，磁性物質(zhì)由于磁滯現(xiàn)象的閉合磁化曲線叫做磁滯回線。磁性材料在循環(huán)磁化過程中是伴隨著能量的損耗的，即磁滯損耗，它是磁疇反復(fù)轉(zhuǎn)向引起的能量損失。可以證明，B-H磁滯回線所包圍的面積正比于在一次循環(huán)磁化中的能量損耗。

▲圖26-2

磁滯損耗的大小不僅與磁滯回線的面積有關(guān)，還有磁場(chǎng)交變的頻率有關(guān)，即單位體積內(nèi)的磁滯損耗正比于磁滯回線的面積和磁場(chǎng)交變的頻率f。磁滯損耗也會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心的發(fā)熱。

為了減少磁滯損耗，我們可以根據(jù)磁滯損耗的影響因素考慮，其中因?yàn)轭l率是定值，可以根據(jù)改變磁滯回線的面積來減少磁滯損耗，即選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。在考慮到磁滯回線面積的設(shè)計(jì)時(shí)亦應(yīng)當(dāng)選擇值以減小鐵心飽和度。

（2）渦流損耗（ΔPe）

關(guān)于渦流，我們?cè)谠谥皩W(xué)習(xí)磁路及磁路基本定律的時(shí)候就有提到過，即交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流，而渦流損耗是指由渦流所產(chǎn)生的功率損耗，用ΔPe表示。顯然渦流損耗也會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心的發(fā)熱。

▲圖26-3

如圖26-3所示，鐵心處于交變磁通中，根據(jù)電磁感應(yīng)定律與右手螺旋定則，鐵心垂直于磁通的表面會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)形成一圈一圈的渦流，又由于鐵心有電阻的存在，有能量的損失，這就是渦流損耗。

▲圖26-4

渦流損耗可以通過采用某些措施以減少，如上圖26-4所示，可以通過提高鐵心的電阻率來減小鐵心的渦流損耗，即把鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。現(xiàn)在，變壓器的鐵心基本都是以疊片的形式制成，目的之一就是為了減小渦流損耗。

綜上，交流鐵心線圈的功率損耗包括了銅損和鐵損，而鐵損又包含了磁滯損耗和渦流損耗，即交流鐵心線圈電路的功率損耗ΔP損=ΔPCu ΔPFe=ΔPCu （ΔPh ΔPe）=I2R ΔPFe。這些功率損耗總是伴隨著溫度的升高，在鐵心線圈的設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)，總要考慮如何減少這些能量的損失。

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