¿Cuáles son los materiales de los núcleos de los transformadores?

1) Núcleo de polvo de hierro El núcleo de polvo de hierro de uso común está compuesto de polvo ferromagnético a base de carbono y polvo ferromagnético de resina a base de carbono. El precio más bajo entre los núcleos en polvo. El valor de intensidad de inducción magnética de saturación es de alrededor de 1,4 T; la permeabilidad magnética varía de 22 a 100; la permeabilidad magnética inicial μi tiene buena estabilidad con la frecuencia; el rendimiento de superposición de corriente CC es bueno pero la pérdida es alta a altas frecuencias; La permeabilidad magnética inicial del núcleo de polvo de hierro cambia con la intensidad del campo magnético de CC. Cambio de la permeabilidad magnética inicial del núcleo de polvo de hierro con la frecuencia (2) Núcleo de polvo de permalloy El núcleo de polvo de permalloy incluye principalmente un núcleo de polvo de permalloy de molibdeno (MPP) y un núcleo de polvo de alto flujo magnético (alto flujo). MPP se compone de polvo de 81Ni, 2Mo y Fe. Las características principales son: el valor de intensidad de inducción magnética de saturación es de alrededor de 7500Gs; el rango de permeabilidad magnética es amplio, de 14 a 550, tiene la pérdida más baja entre los núcleos de polvo, tiene una excelente estabilidad de temperatura y se usa ampliamente en equipos espaciales abiertos; -equipo de aire, etc. magnético El coeficiente electroestrictivo es cercano a cero y no se genera ruido cuando se trabaja a diferentes frecuencias. Se utiliza principalmente en filtros de factor Q de alta calidad por debajo de 300 kHz, bobinas de carga inductiva, circuitos resonantes, comúnmente utilizados en circuitos LC con requisitos de estabilidad de alta temperatura, inductores de salida, circuitos de compensación del factor de potencia, etc., comúnmente utilizados en circuitos de CA, núcleos de polvo. caro. El núcleo de polvo de alto flujo magnético HF está compuesto de polvo 50Ni y 50Fe. Las características principales son: el valor de intensidad de inducción magnética de saturación es de alrededor de 15000G; el rango de permeabilidad magnética es de 14 a 160; tiene la intensidad de inducción magnética más alta y la capacidad de polarización de CC más alta entre los núcleos magnéticos en polvo; el núcleo magnético es de tamaño pequeño; . Se utiliza principalmente en filtros de línea, inductores de CA, inductores de salida, circuitos de corrección del factor de potencia, etc. Se usa comúnmente en circuitos de CC y se usa principalmente en polarización de CC alta, CC alta y CA baja. El precio es más bajo que el MPP. (3) Núcleos Kool Mμ Los núcleos Kool Mμ están compuestos de polvo de 9Al, 5Si y 85Fe. Se utiliza principalmente para reemplazar el núcleo de polvo de hierro. La pérdida es un 80 % menor que la del núcleo de polvo de hierro. Se puede utilizar a frecuencias superiores a 8 kHz. La inducción magnética de saturación es de alrededor de 1,05 T. La permeabilidad magnética oscila entre 26 y 125. El coeficiente magnetoestrictivo es cercano a 0. A diferentes frecuencias, no se genera ruido durante el funcionamiento; tiene una mayor capacidad de polarización de CC que el MPP y tiene la mejor relación rendimiento-precio. Utilizado principalmente en inductores de CA, inductores de salida, filtros de línea, circuitos de corrección del factor de potencia, etc. A veces también se utiliza como núcleo de transformador en lugar de ferrita entrehierro. 2. Ferrita blanda (ferritas) Ferrita blanda La ferrita blanda es un óxido ferrimagnético compuesto principalmente de Fe2O3, que se produce mediante el método de pulvimetalurgia. Hay varios tipos, como Mn-Zn, Cu-Zn, Ni-Zn, etc. Entre ellos, la ferrita de Mn-Zn tiene la mayor producción y uso. La resistividad de la ferrita de Mn-Zn es baja, de 1 a 10 ohmios. y generalmente se utiliza en frecuencias inferiores a 100 kHz. La resistividad de la ferrita de Cu-Zn y Ni-Zn es de 102 ~ 104 ohmios-metro y la pérdida en la banda de radiofrecuencia de 100 kHz ~ 10 MHz es pequeña. Se utiliza principalmente en bobinas de antenas de radio y transformadores de frecuencia intermedia de radio. Hay varios tipos de formas de núcleo magnético, incluidas las formas E, I, U, EC, ETD, cuadradas (RM, EP, PQ), en forma de recipiente (PC, RS, DS) y redondas, etc. Muy conveniente en la aplicación. Dado que la ferrita magnética blanda puede obtener una alta permeabilidad magnética sin utilizar materiales escasos como el níquel, y el método de pulvimetalurgia es adecuado para la producción en masa, el costo es bajo. Además, debido a que el material sinterizado tiene una alta dureza y no es sensible al estrés. Es muy fácil de usar en aplicaciones convenientes. Además, la permeabilidad magnética tiene características estables con la frecuencia y permanece básicamente sin cambios por debajo de 150 kHz. Con la aparición de la ferrita magnética blanda, la producción de núcleos de polvo magnético se ha reducido considerablemente y muchos lugares donde se utilizaban originalmente núcleos de polvo magnéticos han sido reemplazados por ferrita magnética blanda. Hay muchos fabricantes de ferrita en el país y en el extranjero. Aquí, solo tomamos como ejemplo la ferrita de Mn-Zn producida por Magnetics Company en los Estados Unidos para presentar su aplicación. Se divide en tres categorías de materiales básicos: materiales básicos para telecomunicaciones, materiales de banda ancha y EMI, y materiales de energía. La permeabilidad magnética de la ferrita para telecomunicaciones varía de 750 a 2300. Tiene un factor de pérdida bajo, un factor Q de alta calidad y una relación de permeabilidad magnética estable con la temperatura/tiempo. Es el tipo con la disminución de permeabilidad magnética más lenta durante el funcionamiento, aproximadamente. de 3 a 4 cada 10 años.

Ampliamente utilizado en filtros de alta Q, filtros sintonizados, bobinas de carga, transformadores de adaptación de impedancia y sensores de proximidad. La ferrita de banda ancha a menudo se denomina ferrita de alta permeabilidad, con permeabilidades magnéticas de 5000, 10000 y 15000 respectivamente. Sus características son bajo factor de pérdidas, alta permeabilidad magnética y características de alta impedancia/frecuencia. Se usa ampliamente en filtros de modo ***, inductores saturados, transformadores de corriente, protectores de fugas, transformadores de aislamiento, transformadores de señal y pulso, y se usa ampliamente en transformadores de banda ancha y EMI. La ferrita de potencia tiene una intensidad de inducción magnética de alta saturación, que es de 4000~5000Gs. Además, tiene una relación pérdida/frecuencia baja y una relación pérdida/temperatura baja. En otras palabras, a medida que aumenta la frecuencia, la pérdida no aumenta mucho; a medida que aumenta la temperatura, la pérdida cambia poco. Ampliamente utilizado en bobinas de potencia, filtros paralelos, transformadores de fuente de alimentación conmutada, inductores de fuente de alimentación conmutada y circuitos de corrección del factor de potencia. (2) Hierro enrollado con correa 1. Núcleo de lámina de acero al silicio La lámina de acero al silicio es una aleación. La aleación de hierro y silicio que se forma agregando una pequeña cantidad de silicio (generalmente por debajo de 4,5) al hierro puro se llama acero al silicio. Este tipo de núcleo de hierro tiene el valor de inducción magnética de saturación más alto de 20.000 G; debido a que tienen buenas propiedades magnetoeléctricas, son fáciles de producir en masa, son baratos y tienen poco impacto sobre la tensión mecánica, se utilizan ampliamente en la industria de la electrónica de potencia. Como transformadores de potencia, transformadores de distribución, transformadores de corriente y otros núcleos de hierro. Es el material con mayor producción y uso entre los materiales magnéticos blandos. También es la mayor cantidad de materiales magnéticos utilizados en transformadores de potencia. Es más adecuado especialmente a baja frecuencia y alta potencia. Los más utilizados incluyen la lámina de acero al silicio laminada en frío DG3, la tira de acero eléctrico no orientado laminada en frío DW y la tira de acero eléctrica orientada laminada en frío DQ. Son adecuadas para transformadores, bobinas y reactores de potencia baja y mediana. en diversos sistemas electrónicos y electrodomésticos. Núcleo inductor, este tipo de aleación tiene buena tenacidad y puede perforarse, cortarse y procesarse. El núcleo está disponible en tipos laminados y enrollados. Sin embargo, la pérdida aumenta drásticamente en las frecuencias altas y la frecuencia de uso general no supera los 400 Hz. Desde una perspectiva de aplicación, se deben considerar dos factores en la selección de acero al silicio: propiedades magnéticas y costo. Para motores pequeños, reactores y relés, se pueden seleccionar láminas de acero de hierro puro o acero con bajo contenido de silicio, para motores grandes, se pueden seleccionar láminas de acero al silicio laminadas en caliente con alto contenido de silicio, láminas de acero al silicio laminadas en frío de orientación simple o no orientada; ; para los transformadores, a menudo se utiliza pieza de acero al silicio laminado en frío de una sola orientación. Cuando se usan a frecuencia industrial, el grosor de las tiras comúnmente utilizadas es de 0,2 a 0,35 mm; cuando se usan a 400 Hz, a menudo se selecciona un grosor de 0,1 mm. Cuanto más fino sea el grosor, mayor será el precio. 2. Permalloy Permalloy Iron Core Permalloy a menudo se refiere a una aleación de hierro y níquel con un contenido de níquel en el rango de 30 a 90. Es una aleación magnética blanda que se utiliza mucho. Mediante procesos adecuados, se pueden controlar eficazmente las propiedades magnéticas, como una permeabilidad magnética inicial superior a 105, una permeabilidad magnética máxima superior a 106, una coercitividad tan baja como 2 ‰ Oersted y un coeficiente de cuadratura cercano a 1 o cercano a 0. Permalloy, que tiene una cara -estructura cristalina cúbica centrada, tiene buena plasticidad y puede procesarse en tiras ultrafinas de 1 μm y diversas formas de uso. Las aleaciones de uso común incluyen 1J50, 1J79, 1J85, etc. La intensidad de inducción magnética de saturación del 1J50 es ligeramente menor que la del acero al silicio, pero su permeabilidad magnética es decenas de veces mayor que la del acero al silicio y su pérdida de hierro también es de 2 a 3 veces menor que la del acero al silicio. Se puede convertir en un transformador de frecuencia más alta (400 ~ 8000 Hz) con una pequeña corriente sin carga y es adecuado para fabricar transformadores pequeños de frecuencia más alta por debajo de 100 W. 1J79 tiene un buen rendimiento integral y es adecuado para transformadores de alta frecuencia y bajo voltaje, núcleos de interruptores de protección contra fugas, núcleos de inductores de modo *** y núcleos de transformadores de corriente. La permeabilidad magnética inicial de 1J85 puede alcanzar más de 105.000 y es adecuado para transformadores de entrada y salida de baja o alta frecuencia con señales débiles, inductores de modo *** y transformadores de corriente de alta precisión, etc. 3. Aleaciones amorfas y nanocristalinas El acero al silicio y los materiales magnéticos blandos de aleación permalloy son materiales cristalinos. Los átomos están dispuestos regularmente en un espacio tridimensional para formar una estructura reticular periódica y hay granos, límites de granos, dislocaciones, átomos intersticiales y anisotropía magnetocristalina. y otros defectos son perjudiciales para las propiedades magnéticas blandas. Desde la perspectiva de la física magnética, una estructura amorfa con disposición atómica irregular, ausencia de periodicidad y límites de grano es ideal para obtener excelentes propiedades magnéticas blandas. Los metales y aleaciones amorfos son un nuevo campo de materiales que surgió en la década de 1970.

Su tecnología de preparación es completamente diferente del método tradicional. En cambio, adopta una tecnología de solidificación ultrarrápida con una velocidad de enfriamiento de aproximadamente un millón de grados por segundo. Desde el acero fundido hasta la tira delgada terminada, se forma de una sola vez, lo que es más rápido. que el proceso general de fabricación de tiras finas de metal laminado en frío, al reducir muchos procesos intermedios, este nuevo proceso se denomina revolución en los procesos metalúrgicos tradicionales. Debido a la solidificación ultrarrápida, los átomos no tienen tiempo para disponerse y cristalizar de manera ordenada cuando la aleación se solidifica. La aleación sólida resultante tiene una estructura desordenada de largo alcance y no tiene los granos ni los límites de grano de la aleación cristalina. Se llama aleación amorfa y se llama material metalúrgico. Esta aleación amorfa tiene muchas propiedades únicas, como excelente magnetismo, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste, alta resistencia, dureza y tenacidad, alta resistividad y propiedades de acoplamiento electromecánico. Debido a su excelente rendimiento y proceso simple, se ha convertido en el foco de investigación y desarrollo en la comunidad científica de materiales en el país y en el extranjero desde la década de 1980. En la actualidad, Estados Unidos, Japón y Alemania tienen escalas de producción completas y una gran cantidad de productos de aleaciones amorfas están reemplazando gradualmente al acero al silicio, la aleación permanente y la ferrita e inundando el mercado. China ha iniciado la investigación y el desarrollo de aleaciones amorfas desde la década de 1970. Después de la finalización de importantes proyectos científicos y tecnológicos durante el "Sexto Plan Quinquenal", el "Séptimo Plan Quinquenal" y el "Octavo Plan Quinquenal", China. Ha logrado 134 resultados de investigación científica. Ha ganado 2 premios de invención, obtenido 16 patentes y tiene casi 100 variedades de aleaciones. El Instituto de Investigación del Hierro y el Acero cuenta ahora con cuatro líneas de producción de tiras de aleaciones amorfas y una línea de producción de núcleos de componentes de aleaciones amorfas. Produce tiras y núcleos de varias formas a base de hierro, hierro-níquel, cobalto y nanocristalinos, adecuados para componentes centrales de fuentes de alimentación de inversores, fuentes de alimentación conmutadas, transformadores de potencia, protectores de fugas e inductores, con un valor de producción anual de casi 2.000 Diez mil yuanes. El "Noveno Plan Quinquenal" está estableciendo una línea de producción amorfa a base de hierro de mil toneladas y entrando en las filas del nivel internacionalmente avanzado. En la actualidad, el mejor nivel de rendimiento logrado por las aleaciones magnéticas blandas amorfas es: Permeabilidad magnética inicial μo = 14 × 104 Permeabilidad magnética máxima amorfa a base de cobalto μm = 220 × 104 Fuerza coercitiva amorfa a base de cobalto Hc = 0,001 Oe Materiales magnéticos

Relación de cuadratura amorfa a base de cobalto Br/Bs = 0,995 Magnetización de saturación amorfa a base de cobalto 4πMs = 18300Gs Resistividad amorfa a base de hierro ρ = 270μΩ/cm Los tipos de aleaciones amorfas comúnmente utilizados son: A base de hierro, hierro-níquel -Aleaciones amorfas a base de cobalto y aleaciones nanocristalinas a base de hierro. Sus marcas nacionales y características de rendimiento se muestran en la tabla y la figura. Para facilitar la comparación, también se enumeran las propiedades correspondientes de las láminas de acero de aleación de silicio cristalino, la aleación permanente 1J79 y la ferrita. Cada uno de estos tipos de materiales tiene características diferentes y se utiliza en diferentes aspectos. Composición básica y características de la marca: 1K101 Aleación a base de imán blando de enfriamiento rápido serie Fe-Si-B 1K102 Aleación a base de imán blando de enfriamiento rápido serie Fe-Si-B-C 1K103 Serie Fe-Si-B-Ni de enfriamiento rápido Aleación con base de imán blando 1K104 Aleación con base magnética suave de enfriamiento rápido con base Fe-Si-B-Ni Mo 1K105 Aleación con base magnética suave de enfriamiento rápido con base Fe-Si-B-Cr (y otros elementos) 1K106 Fe-Si- Aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido con base B 1K107 Aleación nanocristalina de base magnética suave de enfriamiento rápido de la serie Fe-Nb-Cu-Si-B de alta frecuencia y baja pérdida 1K201 Permeabilidad magnética de pulso alto de enfriamiento rápido Aleación de cobalto magnético suave de enfriamiento rápido 1K202 Alta relación de magnetización residual enfriamiento rápido aleación magnética suave a base de cobalto 1K203 Alta inducción magnética, baja pérdida, enfriamiento rápido, aleación magnética suave a base de cobalto 1K204, alta frecuencia, baja pérdida, enfriamiento rápido, aleación magnética suave a base de cobalto 1K205, alta permeabilidad inicial, enfriamiento rápido, magnético suave aleación a base de cobalto 1K206, templada de alta permeabilidad magnética, aleación magnética suave a base de cobalto 1K501 Serie Fe-Ni-P-B de aleaciones magnéticas suaves a base de níquel de enfriamiento rápido Serie 1K502 Fe-Ni-V-Si-B de enfriamiento rápido suave aleaciones magnéticas a base de níquel