Vysoká-účinnost, nízká{1}}ztrátová amorfní železná jádra pro transformátory

Co je amorfní železné jádro?

Amorfní železné jádro je měkká magnetická složka vyrobená z amorfního kovu, kovového skla vyrobeného ochlazením roztavené slitiny tak rychle, že se nemůže vytvořit žádná krystalická struktura. Roztavený kov je odléván na rotující měděné kolo a tuhne do pásu rychlostí ochlazování asi jeden milion stupňů Celsia za sekundu. Vzhledem k tomu, že atomové uspořádání je spíše náhodné než krystalické, neexistují žádné hranice zrn ke stěnám domény kolíku, což dává materiálu vynikající měkké magnetické chování.

Vlastnosti jader z amorfní slitiny

Rychlé tuhnutí: páska se vyrábí rychlostí ochlazování asi 1 000 000 stupňů za sekundu.

Nekrystalická struktura: absence hranic zrn eliminuje magnetickou anizotropii a zlepšuje měkkou magnetickou odezvu.

Vysoká permeabilita: materiál účinně koncentruje magnetický tok a snižuje magnetizační proud.

Nízké ztráty v jádře: ztráty jsou výrazně nižší než u konvenční křemíkové oceli, což snižuje tvorbu tepla a zvyšuje účinnost.

Vysoká hustota toku nasycení: amorfní jádra pracují s vyšší hustotou toku než feritová jádra, což umožňuje menší a lehčí konstrukce.

Srovnání s silikonovou ocelí a feritem

U distribučních transformátorů amorfní jádra snižují -ztráty zátěže zhruba o 60 % až 80 % ve srovnání s konvenčními jádry z křemíkové oceli stejného hodnocení, a proto je provozovatelé sítí zavádějí v programech-omezování ztrát.

Aplikace

Výkonové transformátory: menší, lehčí a energeticky{0}}účinnější distribuční transformátory.

Výkonová elektronika: vysoko-střední{1}} a vysoko{2}}frekvenční transformátory a spínané napájecí zdroje.

Tlumivky: tlumivky se společným{0}}režimem, tlumivky PFC boost a filtrační tlumivky.

Další komponenty: Části pro potlačení EMI, magnetické zesilovače a pulzní transformátory.

Úvahy o designu

Amorfní páska je velmi tenká, obvykle 20 až 30 µm, a je tvrdá, což zvyšuje obtížnost děrování a snižuje faktor stohování, který je třeba vzít v úvahu. Materiál je také magnetostrikční, takže jádra musí být řádně upnuta a žíhána, aby se omezil slyšitelný hluk. Když je navržen transformátor s amorfním jádrem, měl by být proud naprázdno, zapínací proud a šum ověřeny se skutečnou šarží jádra, protože malé odchylky v žíhání ovlivňují hodnoty ztrát. GNEE Electric dodává amorfní prstencová jádra, C-jádra a jádra distribučních transformátorů s naměřenými ztrátovými daty, testována v souladu s GB/T 19346.1 a IEC 60404-6.

FAQ

1. Jak se vyrábí amorfní stuha?

Roztavená slitina je vyhazována na rychle se otáčející měděné kolo a tuhne rychlostí asi jeden milion stupňů Celsia za sekundu na pás o tloušťce 20 až 30 µm, aniž by vytvořila krystalickou strukturu.

2. Proč je ztráta amorfního jádra mnohem nižší než u křemíkové oceli?

Náhodná atomová struktura eliminuje hranice zrn a snižuje energii potřebnou k pohybu stěn magnetických domén, zatímco tenký pásek potlačuje vířivé proudy. Oba účinky snižují hysterezi a ztráty-vířivými proudy.

3. Mohou amorfní jádra nahradit feritová jádra při vysoké frekvenci?

V mnoha-výkonových provedeních ano, protože amorfní materiál nabízí vyšší hustotu saturačního toku a propustnost. Ferit stále vítězí na velmi vysokých frekvencích, kde záleží více na jeho extrémně nízkých ztrátách vířivými-proudy a nízkých nákladech.

4. Jaká je typická tloušťka amorfní stuhy?

Standardní tloušťka stuhy je asi 20 až 30 µm, což je zhruba jedna-třetina průměru lidského vlasu.

5. Které normy platí pro zkoušení amorfního jádra?

Měření ztrát a propustnosti se řídí GB/T 19346.1 a IEC 60404-6; požadavky na aplikaci transformátoru se řídí řadou IEC 60076.