鐵損

鐵損指每單位質量的鐵磁材料在交變和脈動磁場中的磁滯損耗和渦流損耗之和（剩餘損耗可忽略不計），單位為 W/kg( 瓦/千克) 。

基本介紹

• 中文名：鐵損
• 外文名：Iron Loss
• 單位：W/kg（瓦/千克）
• 鐵損分類：磁滯損耗、渦流損耗、剩餘損耗
• 存在設備：變壓器、發電機和電動機
• 其它損耗：銅損、空載損耗、短路損耗

簡介

變壓器、發電機和電動機都存在鐵損。鐵損是其能量損失之一，其原因是由於運行時鐵芯內部產生渦流，渦流經過鐵芯時，會使鐵芯內部產生熱能，這種熱能是消耗能量的，故稱為鐵損。鐵損包括磁性材料的磁滯損耗、渦流損耗以及剩餘損耗，單位為W/kg( 瓦/千克)。

鐵損分類

磁滯損耗

磁滯損耗是指鐵磁材料作為磁介質，在一定勵磁磁場下產生的固有損耗( 在電能轉換磁能過程中所產生的損耗)。

渦流損耗

渦流損耗是指磁通發生交變時，鐵芯產生感應電動勢進而產生感應電流，感應電流呈旋渦狀，稱之為渦流；感應電流在鐵芯電阻上產生的損耗就是渦流損耗。

剩餘損耗

剩餘損耗是指除磁滯損耗和渦流損耗以外的損耗，因其所占比重較小，故可忽略不計。

變壓器的鐵損

變壓器、發電機和電動機都存在鐵損。當電源電壓一定時，鐵損是一個恆定值，與負載性質和電流大小無關。變壓器的損耗主要分銅損和鐵損。為了方便計算每台變壓器的損耗，引入空載損耗和短路損耗兩個概念。空載損耗是指變壓器沒有外接負載時，從電源中吸收的功率，其中98%以上是鐵損，只有極少數部分是變壓器原邊繞組電阻產生的銅損。而變壓器的銅損與負載性質和運行電流大小有關。

變壓器的鐵損耗包括鐵心的磁滯損耗（）和渦流損耗（），理論可以表明，。頻率越高，磁感應強度的最大值越大，則鐵損越大。在電力系統中只要保證磁通和頻率不變，鐵損就不變。

鐵損表

鐵損表是用來計量變壓器的鐵芯損耗，它和負荷無關，僅和變壓器的鐵芯大小以及材料、電網電壓有關。每一台變壓器在鐵芯尺寸、磁性材料性能、電網電壓確定的條件下，鐵損的數值和電壓平方成正比。其原理接線圖如右圖所示。可用單相電能表鐵芯改制，在電壓鐵芯上繞兩組電壓線圈，裡面一組是線徑細而匝多的線圈N₁，兩端引出線接到電源電壓；外面一組是線徑粗而匝數少的線圈N₂，把N₂的兩端和電流線圈N₃連線封閉起來，使電流線圈N₃中的電流正比於電源電壓，並和電源電壓差一個固定的相角差，此時轉盤的轉速就和電壓U₂成正比。鐵損表的常數為轉數/(伏·時)[r/(V·h)]。調節永久磁鐵可以把鐵損表常數調整到預定值，通過記錄器計出轉盤轉數，可得到和被計量的變壓器鐵損成正比的鐵損電量。

銅損與鐵損關係

變壓器在空載運行時，鐵芯中主磁通的大小是由繞組端電壓決定的。因此，當在變壓器原邊（或副邊）加以額定電壓時，鐵芯中的主磁通達到了變壓器額定工作時的數值，這時鐵芯中的功率損耗（鐵損），也達到了變壓器額定工作狀態下的數值，因此，變壓器空載時，原邊（或副邊）的輸入功率可以認為全部是變壓器的鐵損。

在做短路試驗時，一般將低壓繞組短路，在高壓繞組施以試驗電壓，使在額定分接檔，原邊電流達到額定值而副邊電流也達到了額定值，這時變壓器的銅損相當於額定負載時的銅損。因為變壓器副邊短路，因此，鐵芯中的工作磁通比額定工作狀態時要小得多，鐵損可以忽略不計，這時變壓器沒有輸出，所以，短路試驗的全部輸入功率，基本上都消耗在變壓器原、副繞組的電阻上，這就是變壓器的銅損。