铁损

概念定义

铁损是铁芯在工作过程中产生的能量损耗，主要由磁滞损耗和涡流损耗构成。在变压器中，以额定频率的额定电压施加于一侧绕组端子，并使另一侧绕组开路时，变压器吸取的有功功率称为不变损耗，也称铁损。其数值通常以瓦（W）或千瓦（kW）表示。

变压器的铁损主要发生在铁芯，同时还可能包括绝缘介质中的损耗。由于测量是在另一侧绕组开路的状态下进行，所得结果用于反映变压器的空载损耗特征。空载损耗不会随负荷大小变化，但与外加电压高低有关。

铁芯处于工作状态时，磁性变化会形成磁滞损耗，并在铁芯材料中产生涡流损耗。两者共同构成铁损的主要部分。磁滞损耗与铁芯材料的磁性变化有关，涡流损耗则与铁芯内部形成的电流有关。铁芯材质和制作工艺会直接影响这两类损耗的大小。

测试电压的波形也会影响测量结果。电压波形发生畸变时，空载电流和不变损耗的测量值可能受到影响，因此测量过程中需要进行波形校正，以减少波形差异对结果的干扰。

铁损的核心组成是磁滞损耗与涡流损耗。在变压器的不变损耗范围内，除铁芯中的这两项损耗外，还包括绝缘介质损耗。铁芯硅钢片之间的绝缘层性能、硅钢片剪切产生的毛刺，以及铁芯整体制作工艺，都会影响最终损耗。

降低铁损可从铁芯材料、结构和制造工艺着手，包括改善铁芯结构与加工工艺、控制工艺系数、提高硅钢片绝缘层性能，以及控制剪切毛刺。薄规格硅钢也是降低铁损的技术方向之一；厚度为0.1毫米的无取向硅钢，铁损值可低于9瓦/千克。

铁损是评价变压器铁芯及其制造工艺的重要损耗项目。额定频率、额定电压和绕组开路条件下进行的不变损耗测量，可用于考察铁芯材料、铁芯结构、绝缘处理和加工质量对空载损耗的影响。相关控制方法主要应用于铁芯材料选择、硅钢片加工、铁芯装配以及变压器空载损耗测试。