Прах ядра са изработени от различни материали. Е оформен магнитна сплав фин размер на частиците от 5 до 200 микрона. Частиците покрити с изолационен материал с дебелина от 0,1 до 3 микрометра и пресовани във форми със сила до 300 000 паунда на квадратен инч (21,000 кг / см 2).
Прах ядра.
Прах ядра са изработени от различни материали. Е оформен магнитна сплав фин размер на частиците от 5 до 200 микрона. Частиците покрити с изолационен материал с дебелина от 0,1 до 3 микрометра и пресовани във форми със сила до 300 000 паунда на квадратен инч (21,000 кг / см 2).
В такива високи налягания трябва да се използва модула волфрамов карбид. Има голямо разнообразие от форми на прах ядра, но най-често са тороиди. На малки тороиди покритие париленовото (поли-п-ксилилен, парилен) и Long - епокси. Покритието е необходимо да се предотврати късо съединение по време на ликвидация, както и включване на развиването.
Промяна на размера на частиците, дебелината на покритието и налягането може да се променя пропускливостта на готовите прах ядра в обхвата от 14 до 350. След това, сърцевините се темперират при висока температура във водородна атмосфера. Отгряване облекчава вътрешно напрежение, причинени по време на пресоването, предпазва от окисляване и подобрява магнитните свойства на сърцевината на прах.
вихрови токове загуба в сърцевината на прах са минимални дължи на факта, че всяка частица на магнитния материал се изолира от другите. Изолационният материал осигурява разпределен въздушна междина, което намалява пропускливостта на сърцевината и позволява да се съхранява големи количества енергия. Липса локализиран въздушна междина премахва вредното въздействие на ефекта на ръба и свързаните загуби.
Желязо на прах се произвежда с пропускливост от 10 до 90 и е най-малко скъп прах материал. Поради сложността на производството производствени ядра с по-високи пропускливост непрактични. Освен това тороиди на разположение под формата на пръти и Е - и I - ядра. Наситен с 10 кг, но има много голяма загуба.
Въпреки загубата на желязо на прах и високо, те са по-ниски от трансформатор стомана. Той се използва ефективно във формата на пръти при много ниски нива на потока за настройка на резонансни вериги с съединител трансформатор. Желязо на прах се използва и във филтри с ниска производителност, които трябва да издържат на високи токове, непрекъснати, а цената е от решаващо значение. Под влиянието на високата честота импулсен ток значително количество желязо на прах става много горещо.
Мо-пермалой (MPP) е най-добрият материал за аудио честотен филтър средночестотни резонансни кръгове и изглаждане на ниско ниво дросели в сменили захранвания. Мо-пермалой (MPP) ядра могат да използват мощни резонансни вериги, работещи в насищане при честоти до 3.5 кХц. Когато въведен в насищане на честоти над, че твърде много се отделя топлина. Това е най-добрият материал за трансформатори в интервала от 10 кХц - 1 MHz, особено ако трябва да издържа на високи постоянни течения. Най-ефективното решение, поради изключително ниски загубите от вихрови токове, ако е необходимо изолат мощност автобусни кратко мощните пикове в напрежението.
Sendast е изобретен в Япония преди Втората световна война. Състои се от 6% алуминий, и 9% силиций и 85% желязо. Пръстените на sendust направени с пропускливост 60-125 с марката Super-MSS. Свойства на sendust когато DC пристрастия подобен на Мо-пермалой (RAM), и загубата е по-малко от желязо на прах, но по-голяма от тази на Мо-пермалой (МРР). Sendast на производството на висококачествени магнитни глави. MSS е много подходяща за мрежови и на изхода на филтъра характеристики средни.
И въпреки че е малко по-скъпи, отколкото желязо на прах, той е значително по-ниски загуби оправдават разликата в цената. В импулсни захранвания, където загубите не са толкова критични, Супер-MSS (sendust) обикновено се използва като заместител на Mo-пермалой (MPP). често - най-добрият избор, тъй като супер-ДС (sendust) е по-евтино Mo-пермалой (MPP).
Високите Flux (HF) прах ядра са изработени от сплав от 50% никел и 50% желязо. HF тороиди имат пропускливост между 14 и 200. В основата на Hi-Flux (HF) може да съхранява до четири пъти повече енергия, отколкото основната МРР (Mo пермалой) или MSS (sendust) е със същия размер и пропускливостта, тъй като неговото практическо насищане - 11 кгс. Hi-Flux (HF) е малко по-евтино RAM (Mo-пермалой) и е най-добрият избор за приложения, където необходимата максимална енергийна натрупване, а цената не е от голямо значение. Неговата загуба е много по-малка от тази на желязо на прах, но повече от МРР (Mo-пермалой) или Super-ДС (sendust). Hi-Flux (HF) - най-добрият избор за висок клас и с ниска честота, резонансни вериги дроселите, чрез която големите постоянни токове трябва да текат. Това дава възможност да се създаде RFI филтри за доставки електрическата мрежа, които могат да удължат импулси токоизправител и подобряване на фактора на мощността.
Ферити са керамични материали, изработени от железен оксид с добавяне на оксиди на манган, цинк или други метали. Компонентите се смесват в прахообразна форма, се поставя в матрица и синтерован. Резултатът е тежък, чуплива glasslike вещество. Обикновено пропускливост има обхват от 750 до 10000. плътност на насищане поток - от 3 до 5 кг. Ферити могат да бъдат произведени във всяка удобна форма - тороиди, Е - и I - образна ядра, бронирани жила и пръчки.
Ферити може да има най-ниските загуби на всички често използвани материали, поради ниската им остатъчно намагнитване и високо съпротивление. Те - най-добрият избор за трансформатори в честотния обхват от 1 кHz до 1 MHz. Те не са много добре пригоден за високочестотни приложения, освен ако не е снабден с пропуск. Това се дължи на голямото влияние на температурата и възбуждане ниво на пропускливост и Q (качествен фактор).
Обикновено, съпротивление на феритни е милиони пъти по-голяма от тази на меки магнитни сплави. Въпреки, че това води до най-ниското токове на Фуко, загуба на всички твърди материали, той все още се мотка трябва да бъде изолиран от ядрото. Ръбовете на ферит, рязкост, лесно да се прекъсне изолацията на проводника при навиване.
За да се предотврати късо съединение по време на ликвидация на феритни тороиди или parilenovoe нанася лаково покритие. Въпреки факта, че феритни имат достатъчно високо съпротивление, загубите от вихрови токове понякога може да създаде проблеми. Това се случва в приложения с високо напрежение на намотката, като дросели в нискочестотни вериги с високо напрежение импулси. В тези случаи най-добрият избор - MPP (Mo-пермалой).
Форма ядра.
Пръстените са най-ефективната форма на магнитен и по този начин много евтин за производство. За голяма част от криволичещи завои необходими специални машини, които коригират някои от тяхната ниска цена нагоре. пръстените пропуските обикновено не се използват поради сложността на присъединяването две секции заедно.
Е - и аз - ядрата по-скъпи за производство, поради необходимостта от по-точна настройка. Ако те не са точно под ъгъл, а след това приспособление те ще се счупи. Ако е необходимо, междина се въвежда реди средната щанга E ядро. Понякога, за удвояване на разликата, двете ядра са свързани. Бобини за такива ядра са навити с висока скорост на скъпи машини, които частично компенсира високата цена на ядрата.
Най-скъпи за производство - бронирани ядра. Те са направени на две половини, които трябва много прецизно да помежду си. Ядрото е почти изцяло заобиколена от бобината, с изключение на малки отвори за щифтове. Почти всички на магнитното поле на бобината е обвита в рамките на ядрото. Ако ядрото е заземен, ферит със средна проводимост, действа, както и електромагнитни щит. По този начин, бронирани ядра защитени по-добре от всички други видове ядра.
Бронираната ядра са подложени на прегряване, поради намотка ядро е заобиколено от материал, който провежда топлина слабо и не позволява циркулация на въздуха. Що се отнася до Е - сърцевина, една или и двете от централния прът може да бъде смлян разстояние за осигуряване на въздушна междина. Въпреки това, топлинният ефект на край ефекти на бобината води до допълнително повишаване на температурата. В бронирани ядра с пропуск за регулиране на индуктивността на бобината ядра може да бъде в централната част.
Въздушен процеп може да бъде осигурен като пропускливост ферит стабилност и способност за съхранение на значителни количества енергия. Чрез намаляване на пропускливостта на феритни са в състояние да издържат на високи стойности на постоянен ток без насищане. При високи честоти, за да сведат до минимум загубите ефекти на ръба които искате да използвате Лиц.
В началото на 1980 г., Stackpole Carbon фирма феритни тороиди произведени с ниска пропускливост за съхранение на енергия. Въпреки това, по неизвестни причини, производствената линия е била премахната.
Когато размерите основни се удвои, повърхностната площ се увеличава четири пъти, а обемът и загубите се увеличи осем пъти. Повишаването на температурата е пропорционална на загубите в сърцевината на площта, която е големи ядра, е повече от два пъти. Ядра с диаметър по-голям от 3 инча (76.2 mm) могат да изискват принудително охлаждане на въздушния поток, дори при умерени нива.
Загубата на ядро води до повишаване на температурата на намотката. Устойчивостта на мед се увеличава с 0,4% / ° С този начин, повишаване на температурата от около 30 ° С се дължи на загуба на сърцевина с 12% увеличава загубата на мед, което допълнително повишава температурата. Висока температура в сърцевината също води до деградация на изолацията намотка и да причини термични напрежения, които могат да доведат до късо съединение на намотаване на завои.
Повечето химични реакции ускоряване приблизително удвоява с увеличаването на температурата на 10 ° С стареене механизъм най електронни компоненти зависи от температурата, и по този начин повишаване на работната температура от 10 ° С намалява живота наполовина. губи мощност разсейвана повишава температурата вътре в електронното оборудване, което води до намален живот на компонентите.
Излишната топлина се окислява бавно и прави крехки спойки и символа печатни платки. Дългото излагане на висока температура електролитни кондензатори изсъхне и намалява живота им. Резисторите в оперативната среда при повишена температура променят наименованието си. Работа при повишена температура води до преразпределение на полупроводници въведени Thereinto на примеси и увеличава потока на такси. Това преливане може допълнително да повиши температурата на полупроводника.
За да се поддържа стабилността на полупроводника при повишена температура на околната среда изисква по-скъпи и по-масивни радиатори. В много случаи, цената на радиатора надвишава спестяванията в ядрото, работещи при високи температури. Много често използването на скъпи ядро, температурата на който по по-ниската елиминира вентилатора и да намали общите разходи. Проявите на икономии в размер на $ 1 в стойността на ядро може да доведе до загуби в размер на $ 100, ако захранването ще трябва да бъдат ремонтирани в областта.
Криви B / Н.
Фиг. 1 показва хистерезисната крива на феритно ядро ES70 / 70 (3S81) без Филипс празнина производство (FERROXCUBE) рана с 200 завъртания на # 17 тел. Нейната индуктивност от около 160 МН, при 90 mA. Същият ядрото, но с въздушна междина (EC70 / 70G) е показана на Фиг. 2. напрежение възбуждане остава непроменена и ток е значително увеличен. Тя е равна на 4 МН, Индуктивност на 3.5 А и промяна мащаб. контур хистерезис е значително по-линейна от въвеждането на размер междина 190 мила (0,48 мм), но се среща насищане със същите 3 кг. Въздушната междина, разпределени или не, просто се простира H. оста Това не засяга загуба в сърцевината на същата честота, и скорост на потока.
Сърцевини МРР (Mo-пермалой), Super-MSS (sendust), Hi-Flux и желязо на прах, използвани за производството на 4 МН дросели. Диаметърът на тороида е 1.84 инча (46,73 мм) проникване 60, намотка се състои от 172 завъртания на # 17 тел. Фиг. 3 показва хистерезис линия за сърцевина МРР (Mo пермалой). контур хистерезис за сърцевина от железен прах е показано на фиг. 4. Тя е по-"твърда" от сърцевината на контура на MPPs (Mo пермалой) и значително по-голяма загуба. Много видове железен прах има значителен спад в пропускливост при много ниски нива на възбуждане. Ние използвахме това ядро спад е около 45%. По време на този тест, ядрото е много горещо и произвежда неприятен звуков шум.
Фиг. 5 показва дясната половина на тройна хистерезис на експозиция вериги прах ядра на МРР (Mo-пермалой), Super-MSS (sendust) и Hi-поток. В основата на МРР (Mo-пермалой) и супер-ДС (sendust) криви почти идентични, с изключение на по-висока хистерезис в МРР (Mo-пермалой). Насищане на жилата се извършва в района на 7 кг. В прахови ядра на Hi-Flux хистерезис повече от супер-ДС (sendust) и насищане се появява по-постепенно при нива по-високи от 11 кг. Загубите за МРР (Mo-пермалой) и Super-ДС (sendust) са толкова малки, че техните хистерезисни цикли са практически права линия. Хистерезисната крива Hi-поток може да се види, но не е същата като в железен прах на фигура 4.
Акустични шума ядра на желязо на прах и ферит с пролука в измерването на 1 кХц достатъчно неприятно. Hi-Flux шума от 3 db по-тих и MPP (Mo-пермалой) и Super-MSS (sendust) - 6 db. Но дори и тези ядра могат да произвеждат досадно шум при работа с честота от около 3 кХц при максимални нива на потока.
Измерване на загубите на ядро.
Фиг. 6 показва идеални вълни съответните 4 тН дросел въведена в насищане правоъгълен сигнал с честота от 1 кХц. Когато протича ток в индуктивността, енергията се съхранява в него на стойност пропорционална на индуктивността и квадрата на тока. Когато токът намалява, индуктивността връща енергия към веригата. Енергията се съхранява при положително напрежение и ток се увеличава от нула до максимум. Това е период на положителна сила, като енергийните потоци от източника на индуктивност.
Когато възбуждане напрежение изведнъж става отрицателна, енергия от индуктивността обратно към източника. Мощност стане отрицателно, като отрицателно напрежение, а токът е положителна. Когато токът минава през нула и става отрицателна, енергията започва да тече в индуктивност и капацитет стане положително отново. В този момент, както тока и напрежението са отрицателни.
Когато на следващата смяна на напрежение възбуждане напрежение стане положително отново става отрицателна енергия и енергия от индуктивността обратно към източника. В този случай на положително напрежение и негативна ток. И накрая, най-актуалните кръстове нула в положителна посока и сила става положителна. Формата на вариация властта е трионообразна вълна с честота от 2 кHz с отместване от 5 вата на DC, поради загуба на ядро. За измерване на такива малки загуби при 400 вата ± реактивна мощност изисква много точна мултиплициращ ватметър.
В типичен превключвател на режима захранване два пъти амплитудата на пулсации ток, преминаващ през дросела на изглаждане, използва, зависи от размера на ядрото. Намаляване на размера на ядрото, за да се спестят ресурси води до увеличаване на пулсиращ ток. По-голямата пулсации ток причинява голяма загуба на топлина поради хистерезис, което налага използването на по-голям капацитет филтър кондензатор. Най-икономически възможно е да се използва дорник, осигуряване на текущата пулсации на около една четвърт от товарния ток.
загуби хистерезис, причинени от настоящите пулсации често по-големи мед загуба. Полезен мярка за индуктивност изпълнение в източника на захранване е превключване Q, измерена при честота 40 кХц. Това ви позволява да се определи СУЕ индуктор. Измерванията бяха проведени за Q МРР (Mo-пермалой), Super-MSS (sendust), Hi-Flux, желязо на прах и ферит. нива DC бяха 6, 6, 15, 13 и 3.5 А. пропускливост прах ядра 60. Q е равно на 40 кХц се измерва с двойна амплитуда 2А прах ядра 1А и ферит. ликвидация съпротивление е около 0,18 Ом в ядрата на прах и 0,28 ома при ферит. Резултатите от измерването са показани в Tab.1.
Свързани статии