Zamonaviy transformatorlarda nanokristalli yadrolarning potentsialini ochish

Kirish

Nanokristalli yadrolar odatda 10-30 nm boʻlgan nozik kristalli tuzilishga ega boʻlgan temir asosli qotishmadan yasalgan yumshoq magnit komponentlardir. Ular erigan qotishmani yupqa lentaga (18-25 um) tez qotib, so'ngra nanokristalli mikrostrukturani rivojlantirish uchun magnit maydonda tavlash orqali ishlab chiqariladi. Natijada juda yuqori boshlang'ich o'tkazuvchanligi, past koerstivitesi va juda kam yadro yo'qotilishi bo'lgan materialdir, bu esa uni quvvat elektronikasidagi yuqori chastotali magnit komponentlarga juda mos keladi.

Ushbu maqola nanokristalli yadrolarning xususiyatlarini tushuntiradi, ularni ferrit va amorf alternativalar bilan taqqoslaydi va zamonaviy transformator va filtr dizaynlarida ularning asosiy qo'llanilishini ko'rib chiqadi.

Xususiyatlari va afzalliklari

Nanokristalli qotishma kristalli materiallarning yuqori to'yinganlik oqimi zichligini amorf qotishmalarning kam yo'qotilishi bilan birlashtiradi:

Yuqori o'tkazuvchanlik: boshlang'ich o'tkazuvchanlik odatda 80,000-120,000 ni tashkil qiladi, bu kamroq burilishlar bilan ixcham yadro konstruktsiyalariga imkon beradi.

Kam yadro yo'qotilishi: 20 kHz va 0,2 T da yadro yo'qotilishi odatda 3-10 Vt / kg ni tashkil qiladi, bu yuqori haroratlarda ferritdan sezilarli darajada past.

Yuqori to'yingan oqim zichligi: taxminan 1,2-1,25 T, ferritdan taxminan ikki baravar ko'p.

Keng ish harorati oralig'i: sinfga qarab -40 C dan 120 C gacha yoki undan yuqori barqaror ishlash.

Ko'pgina dizaynlarda eshitiladigan shovqinni past darajada ushlab turadigan past magnitostriktsiya.

Ferrit yadrolari bilan taqqoslash

Ferrit yadrolari arzonligi va yuqori qarshiliklari tufayli oʻnlab yillar davomida yuqori chastotali quvvat konversiyasida hukmronlik qilgan. Biroq ularning to‘yinganlik oqimi zichligi atigi 0,4-0,5 T, o‘tkazuvchanligi va yo‘qotilishi 100 C dan sezilarli darajada pasayadi. Nanokristalli yadrolar to‘yinganlik oqimi zichligidan taxminan ikki baravar ko‘p va yadro hajmining bir birligiga nisbatan kamroq yo‘qotilishini taklif etadi, bu esa dizaynerlarga yadro kesma va shamol uzunligini qisqartirish imkonini beradi-. Asosiy kelishuvlar yuqori moddiy xarajatlar va mo'rt lenta va himoya korpusga ehtiyotkorlik bilan munosabatda bo'lish zaruratidir.

Quvvat elektronikasidagi ilovalar

Nanokristalli yadrolar yuqori{0}}chastotali magnit komponentlarning keng assortimentida ishlatiladi:

Keng chastota diapazonida yuqori empedans talab qilinadigan-rejimli quvvat manbalari (SMPS), oʻzgaruvchan{2}}chastotali drayvlar va quyosh invertorlari uchun umumiy-rejim bostirgichlari.

O'lchash va himoya qilish uchun oqim transformatorlari, past faza xatosi va yuqori aniqlik uchun yuqori o'tkazuvchanlikdan foydalanadi.

Yuqori chastotali konvertorlarda kuchlanishni tartibga solish uchun magnit kuchaytirgichlar (magamplar).

UPS tizimlarida chiqish induktorlari, EV zaryadlovchi qurilmalari va induksion isitish quvvat manbalari.

Sanoat va avtomobil uskunalarida EMI filtrlari.

Dizayn va ishlov berish masalalari

Himoya qutisi yoki qutisidan foydalaning, chunki tavlangan lenta mo'rt va mexanik stressga sezgir.

Aniqlangan indüktans yoki doimiy to'g'ridan-to'g'ri tolerantlik zarur bo'lganda, bo'shliq yoki kesilgan yadroni qo'llang.

Haroratning harakatini tekshiring: o'tkazuvchanlik keng diapazonda barqaror bo'lib qoladi, lekin to'yinganlik oqimining zichligi harorat bilan kamayadi.

Yadro hajmi va burilishlar sonini kerakli magnitlanish empedansi va oqish indüktansı byudjetiga moslang.

Umumiy noto'g'ri tushunchalar

Nanokristalli yadrolar faqat past-quvvat zanjirlari uchun. Aslida, ular kVt-sinf inverter va payvandlash quvvat manbalarida qo'llaniladi.

Ferrit har doim kamroq yo'qotishga ega. Yuqori harorat va yuqori oqim zichligida nanokristal ferritdan ustun bo'lishi mumkin.

Yadrolarni kesib bo'lmaydi. Split nanokristalli yadrolar mavjud o'tkazgichlar atrofida o'rnatish uchun mavjud.

TSS

Savol: Nanokristalli yadroning odatiy o'tkazuvchanligi qanday?
Javob: Dastlabki o'tkazuvchanlik odatda 80,000-120,000 ni tashkil qiladi va samarali o'tkazuvchanlik havo bo'shlig'ini kiritish orqali sozlanishi mumkin.

Savol: Nanokristalli yadrolar barcha dizaynlarda ferritni almashtira oladimi?
Javob: Har doim emas. Narxi, mavjud yadro shakllari va juda yuqori ish chastotalari (bir necha yuz kHz dan yuqori) hali ham ferritni qo'llab-quvvatlashi mumkin.

Savol: Nanokristalli qotishmaning to'yinganlik oqimining zichligi qanday?
Javob: Xona haroratida taxminan 1,2-1,25 T, ferritdan taxminan ikki baravar ko'p.

Savol: Nanokristalli yadrolar oqim transformatorlari uchun mos keladimi?
Javob: Ha. Yuqori o'tkazuvchanlik past faza xatosi va yuqori aniqlik sinfini beradi, ayniqsa, oyna tipidagi oqim transformatorlarida.

Savol: Nanokristalli yadrolar qanday ishlab chiqariladi?
Javob: Eritilgan qotishma tezda lentaga o'chiriladi, toroidlarga o'raladi yoki yig'iladi, so'ngra nanokristalli strukturani hosil qilish uchun magnit maydonda tavlanadi.

Savol: Nanokristalli yadrolar eshitiladigan shovqin hosil qiladimi?
Javob: Ularning past magnitostriktsiyasi magnitostriktiv shovqinni past darajada ushlab turadi, ammo oxirgi yig'ilishda mexanik rezonans hali ham tekshirilishi kerak.