新能源与新光源用软磁材料.pdf

《新能源与新光源用软磁材料.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、新能源与新光源用软磁材料邵峰（天通控股股份有限公司，浙江海宁314400）摘要：随着社会发展，自然环境不断遭到破坏，能源短缺，太阳能等环保新能源正取代传统能源；节能领域，LED及无极灯等绿色新光源方兴未艾。本文介绍了新能源与新光源领域使用的软磁材料及其特性。关键词：新能源；新光源；软磁材料；特性TheSoftMagneticMaterialsforNewEnergyandEnergy-savingSHAOFengTDGHOLDINGCO.,LTD.,Haining314400,ChinaAbstract:Wit

2、hthesocialdevelopment,naturalenvironmenthasbeendamaged,newenvironmentalenergysourcessuchassolarenergyarereplacingtraditionalenergy;LEDandelectrodelessdischargeslampsareintheascendant.Thisarticledescribessoftmagneticmaterialsusedinthenewenergyandnewlightingso

3、urce,andintroducesthecharacteristicsofthematerials.Keywords:newenergy;newlightingsource;softmagneticmaterials;characteristics1引言随着人类社会的发展，自然环境不断遭到破坏，各种自然灾害不断，能源短缺，威胁人类生存，世界上大多数国家也充分认识到了环境对人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。节能环保成为21世纪最热门的话题，这其中最重要也是最紧迫的问题就是能源问题，

4、要从根本上解决能源问题，除了寻找太阳能等新能源，节能是是目前最直接有效的重要措施，作为能源消耗大户的照明领域，必须寻找可以替代传统光源的新一代节能环保的绿色光源。本文介绍了新能源与新光源领域使用的软磁材料及其特性。2新能源用软磁材料随着化石燃料的日渐枯竭以及人类环保意识的增强，太阳能、风能、地热能等新能源越来越受到重视，其中太阳能由于受地域限制较少，被认为是最有前途的新能源。太阳能交流发电方案中一个重要部分是逆变器，而逆变器的核心部件就是磁性元件。2.1光伏逆变器简介采用交流输出的光伏发电系统，由光伏阵列、充放

5、电控制器、蓄电池和逆变器四部分组成，而逆变器是关键部件。光伏发电系统对逆变器要求较高，如效率高、尺寸小、成本低以及可靠性高等。光伏逆变器的分类方法有多种，如按输出波形分，可分为方波、阶梯波及正弦波；按使用频率分，可分为工频、中频及高频；按相数分，可分为单相和三相；按电路形[1]式分，可分为推挽、半桥及全桥。逆变器由主电路、控制电路以及输入/输出电路构成，各种电路中均需使用软磁材料。2.2逆变器用软磁材料2.2.2逆变器主电路用软磁材料光伏逆变器主电路拓扑结构有三种基本形式：带工频变压器的逆变器、带高频变压器的逆

6、变器、无变压器的逆变器。变压器在逆变器中起隔离及功率变换的作用，根据工作频率的高低，分为工频变压器和高频变压器。工频变压器既可以有效的隔离直流谐波，防止对交流电网造成干扰；又可以对输入电压进行升压。工频变压器磁心大多采用硅钢片、非晶合金等软磁材料。硅钢片的重量较大，损耗较高，近年来逐渐被非晶软磁合金材料取代，据报道，美国的10kVA工频变压器绝缘的太阳光发电站用逆变器，采用铁基非晶合金卷绕式磁心，铁损只有冷轧取向硅钢片[2]磁心的1/5。高频变压器的作用与低频变压器相同，但由于其工作于高频（≥20kHz），所以

7、体积和重量较小，成本更低，效率更高。适用的磁性材料有软磁铁氧体和软磁合金，由于大型软磁合金磁心价格较高，且制作困难，因此，高频变压器磁心常采用软磁铁氧体，技术要求为低损耗、高饱和磁通密度，与开关电源变压器基本相同，但更强调稳定性和可靠性要求，光伏发电站需要工作20年以上，而且很多光伏发展站建于沙漠、海岛等自然环境比较恶劣，要求磁心温度特性（-40℃～+85℃）良好，长期工作。常用的软磁铁氧体材料有天通公司的TP4A、TP4W、TP5I等，技术规格见表1，常用的磁心形状为EE、PQ、RM等，图1显示了带高频变压器

8、的逆变器。表1高频变压器用软磁铁氧体材料特性★特性测试条件TP4ATP4WTP5I起始磁导率μif=10kHzB<0.25mTT=25℃2400±25%3000±25%1500±25%饱和磁通25℃510500470H=1194A/m密度Bs(mT)100℃390390380★★f=100kHz25℃600400803单位体积功耗Pcv(kW/m)B=200mT100℃30035012