¿Cuáles son los materiales del núcleo del transformador?

1) Núcleo de polvo de hierro El núcleo de polvo de hierro común se compone de polvo ferromagnético a base de carbono y polvo ferromagnético de resina a base de carbono. El precio es el más bajo entre los núcleos de pólvora. La intensidad de la inducción magnética de saturación es de aproximadamente 1,4 T; el rango de permeabilidad magnética es de 22 ~ 100; la permeabilidad 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. Cambios en la permeabilidad magnética inicial del núcleo de polvo de hierro con la frecuencia (2) Núcleo de polvo de aleación permalloy El núcleo de polvo de aleación permalloy incluye principalmente un núcleo de polvo de aleación permalloy (MPP) y un núcleo de polvo de alto flujo. MPP se compone de 81% Ni, 2% Mo y Fe en polvo. Las características principales son: la intensidad de la inducción magnética de saturación es de aproximadamente 7500 G, amplio rango de permeabilidad, de 14 a 550; tiene la pérdida más baja entre los núcleos de polvo, excelente estabilidad de temperatura, ampliamente utilizado en equipos aeroespaciales, equipos para exteriores, etc. El coeficiente magnetoestrictivo es cercano a cero y no hay ruido cuando se trabaja a diferentes frecuencias. Se utiliza principalmente para filtros de factor Q de alta calidad por debajo de 300 kHz, bobinas de carga inductiva, circuitos resonantes, circuitos LC que requieren estabilidad de alta temperatura, inductores de salida, circuitos de compensación del factor de potencia, etc. Comúnmente utilizado en circuitos de CA, el núcleo de polvo es el más caro. El núcleo de alto flujo HF está compuesto por un 50 % de Ni y un 50 % de Fe en polvo. Las características principales son: la intensidad de inducción magnética de saturación es de aproximadamente 15000 GS; el rango de permeabilidad magnética es de 14 ~ 160; tiene la intensidad de inducción magnética más alta y la capacidad de polarización de CC más alta entre los núcleos de polvo; Utilizado principalmente en filtros de línea, inductores de CA, inductores de salida, circuitos de corrección del factor de potencia, etc. Generalmente se usa en circuitos de CC y se usa principalmente para polarización de CC alta, CC alta y CA baja. El precio es más bajo que el MPP. (3) El núcleo de hierro, silicio y aluminio Kool Mμ consta de 9% de Al, 5% de Si y 85% de Fe en polvo. Principalmente reemplazando el núcleo de polvo de hierro, la pérdida es un 80% menor que la del núcleo de polvo de hierro, por lo que se puede utilizar en frecuencias superiores a 8 kHz. La intensidad de inducción magnética de saturación es de aproximadamente 1,05 t; la permeabilidad magnética es de 26 a 125; el coeficiente de magnetoestricción es cercano a 0 y no se genera ruido cuando se trabaja a diferentes frecuencias. Tiene una capacidad de polarización de CC mayor que la del MPP; mejor rendimiento de costos. Utilizado principalmente en inductores de CA, inductores de salida, filtros de línea, circuitos de corrección del factor de potencia, etc. A veces se utiliza como núcleo de transformador en lugar de ferrita entrehierro. 2. Ferrita Ferrita blanda La ferrita blanda es un óxido ferrimagnético con Fe2O3 como componente principal y se produce mediante pulvimetalurgia. Los hay de varios tipos, como zinc manganeso, zinc cobre, zinc níquel, etc. Entre ellos, la ferrita de manganeso-zinc tiene la mayor producción y uso. La resistividad de la ferrita de manganeso-zinc es baja, 1 ~ 10 ohm-m, y generalmente se usa en frecuencias inferiores a 100 kHz. La resistividad de la ferrita de cobre-zinc y níquel-zinc es de 102 ~ 104 ohm-m, y la pérdida es muy pequeña en el rango de radiofrecuencia de 100 kHz ~ 10 MHz, por lo que se utiliza principalmente en bobinas de antenas de radio y radiofrecuencia intermedia. transformadores. Hay muchos tipos de núcleos magnéticos, E, I, U, EC, ETD, cuadrados (RM, EP, PQ), can (PC, RS, ds), redondos. Esta es una aplicación muy conveniente. Dado que la ferrita blanda puede lograr una alta permeabilidad magnética sin utilizar materiales escasos como el níquel, el método de pulvimetalurgia es adecuado para la producción en masa, por lo que el costo es bajo y, debido a que el material sinterizado es duro y no sensible al estrés, es muy conveniente en solicitud. . Además, el cambio de la permeabilidad magnética con la frecuencia es relativamente estable 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 que producen ferrita en el país y en el extranjero. Aquí, tomamos como ejemplo la ferrita de manganeso-zinc producida por American Magnetics Company para presentar su aplicación. Se divide en tres materiales básicos: materiales básicos de telecomunicaciones, materiales de banda ancha y EMI, y materiales de suministro de energía. Las ferritas de telecomunicaciones tienen permeabilidades que oscilan entre 750 y 2300, con un factor de pérdida bajo, un factor Q de alta calidad y una relación estable entre permeabilidad y temperatura/tiempo. Es el tipo con la tasa de penetración en funcionamiento que decrece más lentamente, cayendo entre un 3% y un 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 también se denomina ferrita de alta permeabilidad, con permeabilidades magnéticas de 5000, 10000 y 15000 respectivamente. Se caracteriza por un factor de pérdida bajo, una alta permeabilidad magnética y características de alta impedancia/frecuencia. Ampliamente utilizado en filtros de modo * *, inductores saturados, transformadores de corriente, protectores de fugas, transformadores de aislamiento, transformadores de señal y pulso, y ampliamente utilizado en transformadores de banda ancha y EMI. La ferrita de potencia tiene una intensidad de inducción magnética de alta saturación 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 no cambia mucho. Ampliamente utilizado en bobinas de potencia, filtros de derivación, transformadores de fuente de alimentación conmutada, inductores de fuente de alimentación conmutada y circuitos de corrección del factor de potencia. (2) Hierro enrollado con cinta 1. La lámina de acero al silicio con núcleo de hierro y silicio es una aleación de hierro y silicio que se forma agregando una pequeña cantidad de silicio (generalmente menos del 4,5%) al hierro puro y se llama acero al silicio. La intensidad de inducción magnética de saturación de este tipo de núcleo de hierro puede alcanzar hasta 20.000 G; debido a sus buenas propiedades magnetoeléctricas, es fácil de producir en masa, es económico y no se ve afectado por el estrés mecánico. Industria electrónica, como transformadores de potencia, transformadores de distribución y transformadores de corriente. Espere el núcleo de hierro. Es el material con mayor producción y uso entre los materiales magnéticos blandos. También es el material magnético más utilizado en transformadores de potencia.

Especialmente en bajas frecuencias y altas potencias. 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, que son adecuadas para transformadores de baja frecuencia y bobinas de estrangulación y reactores de potencia pequeña y mediana. e inductores en diversos sistemas electrónicos y electrodomésticos. Este tipo de aleación tiene buena tenacidad y se puede perforar y cortar, y el núcleo se puede laminar y enrollar. Sin embargo, la pérdida aumenta drásticamente en frecuencias altas y la frecuencia de uso general es inferior a 400 Hz. Desde una perspectiva de aplicación, hay dos factores a considerar en la selección de acero al silicio: propiedades magnéticas y costo. Para motores pequeños, reactores y relés, se pueden usar láminas de acero de hierro puro o con bajo contenido de silicio; para motores grandes, se pueden usar láminas de acero al silicio laminadas en caliente con alto contenido de silicio, láminas de acero al silicio laminadas en frío unidireccionales o no orientadas; En los transformadores se utilizan a menudo láminas de acero al silicio laminadas en frío orientadas. Cuando se utilizan a frecuencia industrial, el espesor de las tiras de acero ordinarias es de 0,2 a 0,35 mm; cuando se utilizan a 400 Hz, generalmente se selecciona un espesor de 0,1 mm. Cuanto más fino sea el grosor, mayor será el precio. 2. Aleación Permo Núcleo de hierro de aleación Permo La aleación Permo a menudo se refiere a una aleación de hierro y níquel, con un contenido de níquel que oscila entre el 30 y el 90%. Es una aleación magnética blanda que se utiliza mucho. Las propiedades magnéticas se pueden controlar eficazmente mediante procesos apropiados, como la permeabilidad magnética inicial supera 105, la permeabilidad magnética máxima supera 106, la fuerza coercitiva es tan baja como 2 ‰ Oersted y el coeficiente de rectangularidad es cercano a 1 o cercano a 0. La aleación Permo con estructura cristalina cúbica centrada en la cara tiene buena plasticidad y puede procesarse en tiras ultrafinas de 65,438+0 micrones 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 varias veces mayor que la del acero al silicio y su pérdida de hierro es de 2 a 3 veces menor que la del acero al silicio. Los transformadores de mayor frecuencia (400 ~ 8000 Hz) tienen una pequeña corriente sin carga y son adecuados para fabricar pequeños transformadores de mayor frecuencia por debajo de 100 W. Tiene un buen rendimiento integral y es adecuado para transformadores de alto y bajo voltaje, núcleos de interruptores de protección contra fugas, * * * * Núcleo de hierro inductor de modo, núcleo de transformador de corriente. La permeabilidad magnética inicial de 1J85 puede alcanzar más de 100000105, lo que es adecuado para transformadores de entrada y salida de baja o alta frecuencia, inductores de modo * * * * y transformadores de corriente de alta precisión con señales débiles. 3. El acero de silicio de aleación magnética blanda amorfa y nanocristalina y los materiales magnéticos blandos de aleación permanente son materiales cristalinos. Los átomos se organizan regularmente en un espacio tridimensional para formar una estructura reticular periódica. Existen defectos como granos, límites de granos, dislocaciones, átomos intersticiales y anisotropía magnetocristalina, que son perjudiciales para las propiedades magnéticas blandas. En términos de física magnética, una estructura amorfa con disposición aleatoria de los átomos, sin periodicidad y sin límites de grano es ideal para obtener excelentes propiedades magnéticas suaves. Los metales y aleaciones amorfos son un nuevo campo de materiales que surgió en la década de 1970. Su proceso de preparación es completamente diferente del método tradicional, pero utiliza tecnología de enfriamiento y solidificación ultrarrápida con una velocidad de enfriamiento de aproximadamente un millón de grados por segundo, desde acero fundido hasta productos terminados en tiras delgadas, lo que reduce muchos pasos intermedios en comparación con el método tradicional. Proceso general de fabricación de tiras metálicas laminadas en frío. Este nuevo proceso se denomina revolución en los procesos metalúrgicos tradicionales. Debido a la solidificación ultrarrápida, los átomos no se pueden ordenar ni cristalizar cuando la aleación se solidifica. La aleación sólida resultante tiene una estructura desordenada de largo alcance sin los granos ni los límites de grano de una aleación cristalina. Se llama aleación amorfa y se considera una revolución en la ciencia de los materiales metalúrgicos. 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 un punto de investigación y desarrollo en el campo de la ciencia de materiales en el país y en el extranjero desde la década de 1980. Actualmente, Estados Unidos, Japón y Alemania tienen escalas de producción completas y un gran número. Los productos de aleaciones amorfas han ido reemplazando gradualmente al acero al silicio; las aleaciones Permalloy y las ferritas llegan al mercado. China comenzó a investigar y desarrollar aleaciones amorfas en los años 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, * * * ha logrado 134 resultados de investigación científica, 2 Premios Nacionales de Invención, 16 patentes y casi 100 variedades de aleaciones. El Instituto de Investigación del Hierro y el Acero cuenta actualmente con cuatro líneas de producción de tiras de aleaciones amorfas y una línea de producción de núcleos de componentes de aleaciones amorfas. Produce varias tiras nanocristalinas y formas de núcleo a base de hierro, hierro-níquel, cobalto, adecuadas para fuentes de alimentación de inversores, fuentes de alimentación conmutadas, transformadores de potencia, protectores de fugas y componentes de núcleos de inductores, con un valor de producción anual de casi 20 millones de yuanes. Durante el período del "Noveno Plan Quinquenal", se está construyendo una línea de producción de material amorfo a base de hierro de 1.000 toneladas, que ha entrado en el nivel avanzado internacional. En la actualidad, el mejor nivel de rendimiento único de una aleación magnética blanda amorfa es: permeabilidad magnética inicial μo = 14 × 104 permeabilidad magnética máxima amorfa a base de cobalto micras = 220 × 104 fuerza coercitiva amorfa a base de cobalto Hc = 0,001 Oe material magnético.

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 Las aleaciones amorfas comúnmente utilizadas son: a base de hierro, níquel- aleaciones amorfas a base de cobalto y aleaciones nanocristalinas a base de hierro. Su marca nacional y características de desempeño se muestran en la tabla y la figura. A modo de comparación, también se enumeran las propiedades correspondientes de las láminas de acero de aleación cristalina de silicio, permalloy 1J79 y ferrita. Estos materiales tienen diferentes propiedades y se utilizan en diferentes aspectos. La composición básica y las características de la marca: aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido 1K101 FeSiBoron, aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido de carbono 102 FeSiBoR, aleación de níquel de enfriamiento rápido 1K103 FeSiBoN.

-Aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido con base Si-B-Ni Mo 1K105 Aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido Fe-Si-B-Cr (y otros elementos) 1K106 Aleación de base magnética suave de enfriamiento rápido 1K107 Aleación nanocristalina suave de base magnética 1K201 Aleación suave de cobalto magnético de enfriamiento rápido y aleación suave de cobalto magnético templado 1K203, alta inducción magnética y baja pérdida, enfriamiento rápido Aleación suave de cobalto magnético 1K204, alta frecuencia, baja pérdida, enfriamiento rápido Aleación suave a base de cobalto magnético 1K205, alta permeabilidad magnética inicial, enfriamiento rápido Cobalto magnético suave La serie de aleación base 1K501 Fe-Ni-P-B se apaga rápidamente.