Pagrindinės medžiagų pramonės žinių analizė

Pagrindinės medžiagos yra pagrindinės funkcinės medžiagos elektromagnetinės energijos konversijos sistemose, plačiai naudojamos transformatoriuose, varikliuose, induktoriuose ir įvairiuose relių komponentuose. Jų pagrindinė funkcija yra pasiekti efektyvų magnetinio lauko sukūrimą ir perdavimą per didelį pralaidumą, tiesiogiai veikiantį įrangos efektyvumą, nuostolių lygį ir veikimo stabilumą. Relių ir elektromagnetinėse sistemose struktūrinių komponentų, tokių kaip relės geležinė šerdis ir elektromagnetinė šerdis, medžiagų savybės yra labai svarbios nustatant atsako greitį ir sujungimo patikimumą.

Pagrindinių medžiagų veikimo dizainas paprastai sukasi aplink tris pagrindinius rodiklius: pralaidumą, nuostolius ir prisotinimo srauto tankį. Didelio -našumo elektromagnetinėse sistemose aukštos-kokybės medžiagos turi turėti didelį pradinį ir didžiausią pralaidumą, kad būtų veiksmingai sumažinta sužadinimo srovė ir įrenginio dydis. Pavyzdžiui, elektrinė gryna geležinė šerdis, dažniausiai naudojama tiksliam valdymui, žymiai pagerina magnetinio atsako efektyvumą dėl savo grynos sudėties ir puikių magnetinių savybių.

Kalbant apie nuostolių valdymą, šerdis turi subalansuoti mažus histerezės nuostolius ir mažus sūkurinės srovės nuostolius. Medžiagų varža ir mikrostruktūra, ypač naudojant aukšto dažnio{1}}dažnius, tiesiogiai veikia energijos nuostolių lygį. Tuo tarpu didelis soties magnetinio srauto tankis taip pat yra pagrindinis rodiklis, lemiantis medžiagos veikimą esant didelio magnetinio lauko sąlygoms. Pavyzdžiui, minkštoms magnetinėms geležinėms relių šerdims paprastai reikalingas stabilus veikimas esant dideliam magnetinio srauto tankiui, kad būtų užtikrintas patikimas sujungimas.

1. Silicio plieno lakštų medžiagos

Silicio plieno lakštai yra viena iš plačiausiai naudojamų pagrindinių medžiagų tradicinėje elektromagnetinėje įrangoje. Šaltai valcuotas grūdėtasis Kita vertus, ne-grūdėtas silicio plienas (CRNGO) pasižymi izotropinėmis savybėmis ir yra labiau tinkamas besisukančioms elektrinėms mašinoms ir vidutinio -dažnio elektromagnetinėms sistemoms.

Kai kuriose pramoninėse valdymo relėse konstrukcijose, panašiose į relių plienines šerdis, dažnai naudojamos optimizuotos silicio plieno arba mažai-anglies anglies plieno sistemos, kad būtų suderintos kainos ir našumo reikalavimai.

2. Ferito medžiagos

Feritai yra oksido{0}}pagrįstų minkštų magnetinių medžiagų klasė, pasižyminti didele varža ir puikiu aukšto{1}dažnio našumu. Mangano-cinko feritai tinka vidutinio-dažnių diapazone, o nikelio-cinko feritai labiau tinka aukšto Dėl mažų sūkurinių srovių nuostolių charakteristikų jie svarbūs aukšto -dažnio maitinimo šaltiniuose ir ryšio įrangoje.

Tačiau tais atvejais, kai reikalingas didelis mechaninis stiprumas ir magnetinio srauto tankis, pavyzdžiui, elektromagnetinės relės šerdyje, feritai paprastai nėra tinkamiausia medžiaga.

3. Amorfinio lydinio medžiagos

Amorfiniai lydiniai per greitus kietėjimo procesus sudaro grūdėtumo ribą-laisvą struktūrą ir žymiai sumažina histerezės nuostolius. Geležies{2}}pagrindo amorfinės medžiagos pasižymi itin mažais geležies nuostoliais esant galios dažnio sąlygoms, o kobalto-pagrindo amorfinės medžiagos dėl mažų magnetostrikcijos savybių yra tinkamos didelio-tikslumo jutimo sistemoms.

Kuriant naujas energetikos, elektrinių transporto priemonių ir išmaniųjų tinklų technologijas, geležies šerdies medžiagoms keliami didesni reikalavimai, todėl atsiranda naujų medžiagų.

Nanokristaliniai lydiniai, kontroliuojant{0}}temperatūrinį amorfinių medžiagų atkaitinimą, sudaro nanoskalės grūdėtąsias struktūras, pasižyminčias dideliu pralaidumu ir mažais nuostoliais. Aukšto -dažnio aplinkoje jų našumas yra gerokai pranašesnis už tradicines medžiagas, todėl jos tinka aukščiausios-elektromagnetinio valdymo sistemoms, pvz., didelio-jautrumo relės ritės šerdies komponentams.

Didelis -silicio plienas (6,5 % Si) žymiai sumažina sūkurinių srovių nuostolius padidindamas varžą, tačiau jo apdorojimas yra sudėtingas ir reikalauja specialių metodų. Šio tipo medžiagas galima pritaikyti aukšto dažnio{3}}varikliuose ir tikslaus valdymo sistemose.

Minkštos magnetinės kompozitinės medžiagos (SMC) gaminamos spaudžiant izoliuojančius -dengtus metalo miltelius, turinčius trijų-dimensijų magnetinės izotropijos ir paskirstyto oro tarpo charakteristikas, todėl jos tinka sudėtingoms magnetinėms grandinėms. Naujose relių struktūrose, tokiose kaip geležinė šerdis pramoninėms valdymo relėms, šios rūšies medžiaga palaipsniui vis labiau pritaikoma.

Relėse, solenoidiniuose vožtuvuose ir pramoninėse valdymo sistemose geležinė šerdis ne tik užtikrina magnetinį laidumą, bet ir tiesiogiai veikia mechaninį atsaką. Didelio-grynumo geležies medžiagos (pvz., DT4C geležies šerdis) plačiai naudojamos didelio-jautrumo relėse dėl mažo priemaišų kiekio ir puikių minkštųjų magnetinių savybių.

Be to, gamybos procesas yra vienodai svarbus. DT4C relės geležies šerdies šalto kalimo arba šalto{2}}kalimo relės šerdis, suformuota naudojant šalto kalimo procesus, užtikrina matmenų tikslumą ir paviršiaus kokybę, taip pagerindama magnetinių savybių nuoseklumą. Kalbant apie konstrukcinius komponentus, tikslios dalys, tokios kaip šerdies kaiščiai ir relės kaiščiai, taip pat daro didelę įtaką bendram magnetinės grandinės veikimui.

Elektromagnetinėms technologijoms tobulėjant link aukštesnių dažnių, mažėjimo ir didesnio patikimumo, geležies šerdies medžiagų pasirinkimas ir gamybos procesai tampa pagrindiniu konkurencijos veiksniu. Nuo tradicinio silicio plieno iki amorfinių, nanokristalinių ir minkštųjų magnetinių kompozitinių medžiagų, įvairios medžiagų sistemos suteikia pranašumų įvairiuose taikymo scenarijuose.

Relių ir pramoninio valdymo srityse, didelio{0}}našumo grynos geležies šerdys, tiksliai{1}}apdirbtosminkštos magnetinės geležinės šerdys relėms, o stabilios ir patikimos grynos geležies relių šerdys tapo itin svarbiu pagrindu siekiant veiksmingos elektromagnetinės konversijos ir ilgalaikio stabilaus{0}} veikimo. Optimizuojant medžiagas ir atnaujinant procesus, galima pateikti pritaikytus sprendimus, pasižyminčius didesniu nuoseklumu ir puikiomis magnetinėmis savybėmis, kad atitiktų įvairius taikymo poreikius.