Izturīgs toroidālais dzelzs kodols uzlabotai elektriskā transformatora veiktspējai

Toroidālā dzelzs kodola produkta apraksts

---

 

 

Toroidālās dzelzs kodola īpašības

Augsta magnētiskās ķēdes efektivitāte: Toroidālā struktūra rada pilnībā slēgtu magnētisko ķēdi, bez šuvēm vai gaisa spraugām, kas atrodamas tradicionālajos laminētajos serdeņos. Magnētiskais lauks var vienmērīgi vadīties gar toroidu, kā rezultātā magnētiskā pretestība ir daudz mazāka nekā ne-toroidālajiem serdeņiem (piemēram, stieņa- formas, U- formas). Tas samazina magnētiskās enerģijas noplūdi un uzlabo magnētiskās ķēdes efektivitāti par 10–30%.

 

Zems enerģijas zudums: Slēgtā magnētiskā ķēde samazina histerēzes zudumu, ko izraisa pēkšņas magnētiskās pretestības izmaiņas. Kombinācijā ar zemu-zaudējumu magnētiskiem materiāliem (piemēram, silīcija tēraudu vai amorfiem sakausējumiem), kopējais enerģijas zudums (īpaši bez-slodzes zudumiem) ir ievērojami mazāks nekā ne-toroidālajiem serdeņiem, kas atbilst augstām-efektivitātes-prasībām.

 

Spēcīga darbības stabilitāte: Toroidālajai struktūrai ir labs mehāniskais līdzsvars, kas rada mazu vibrācijas amplitūdu un zemu darbības troksni (5-par 15 dB zemāks nekā tradicionālajiem laminētajiem serdeņiem) mainīgos magnētiskajos laukos. Turklāt tā magnētiskās īpašības ir vienmērīgi sadalītas, novēršot lokālu magnētisko piesātinājumu un nodrošinot iekārtu ilgstošu stabilu darbību.

 

Galvenās materiālu klasifikācijas un piemērojamie scenāriji

Toroidālās dzelzs serdes veiktspēju un pielietojumu galvenokārt nosaka tā pamatmateriāls. Kopējās klasifikācijas un to pielietojumi ir šādi:

 

Mīksts dzelzs toroidālais kodols:

Izgatavots no tīra dzelzs vai ar zemu{0}}oglekļa saturu. Tam ir augsta magnētiskā caurlaidība un zemas izmaksas, taču relatīvi lieli lieli-frekvences zudumi. Tas ir piemērots zemas-frekvences scenārijiem (piem., jaudas-frekvences transformatoriem, maziem induktoriem).

 

Silīcija tērauda toroidālais kodols:

Izgatavots no silīcija-zema-oglekļa tērauda (orientēta-graudains vai ne-graudains-silīcija tērauds. Tam ir zemi dzelzs zudumi un stabilas magnētiskās īpašības, tāpēc tas ir galvenais izvēles līdzeklis vidējas-līdz-zemas frekvences laukiem (piemēram, sadales transformatori, dzelzs serdeņi sadzīves tehnikas motoriem).

 

Amorfā/nanokristāliskā sakausējuma toroidālais kodols:

Izgatavots no amorfiem sakausējumiem (piemēram, dzelzs-silīcija-bora sakausējumiem) vai nanokristāliskiem sakausējumiem. Tam ir īpaši-zemi zudumi un augsts piesātinājuma magnētiskās plūsmas blīvums, kas piemērots augstas-frekvences un augstas-efektivitātes scenārijiem (piem., jauna enerģija-plates transformatoros, augstas{11}}frekvences induktori).

 

Tipiski ražošanas procesi

Toroidālo dzelzs serdeņu ražošanai ir jāatbilst materiāla īpašībām, izmantojot divus galvenos procesus:

 

• Uztīšanas process: Nepārtrauktas magnētiskā materiāla sloksnes (piemēram, silīcija tērauda sloksnes, amorfā sakausējuma sloksnes) tiek uztītas toroidālā formā, izmantojot specializētu aprīkojumu, kam seko atkvēlināšana (lai novērstu iekšējo spriegumu) un sacietēšana galīgai formēšanai. Šajā procesā tiek iegūti bezšuvju serdeņi ar optimālām magnētiskajām īpašībām, kas ir piemēroti scenārijiem, kuros nepieciešami mazi zudumi (piemēram, augstas -efektivitātes transformatori).

 

• Laminēšanas process: Magnētiskie materiāli tiek sagriezti vēdekļveida- vai loka- formas gabalos, kas pēc tam tiek laminēti un savienoti toroidālā formā, kam seko fiksēšana un atkausēšana. Šis process nodrošina lielu elastību, ļaujot ražot liela izmēra-izmēra vai īpašas formas toroidālos serdeņus. Tomēr tas rada nelielu šuvju skaitu, kas rada nedaudz sliktākas magnētiskās īpašības salīdzinājumā ar tinuma procesu.

 

Galvenās atšķirības no tradicionālajiem laminētajiem serdeņiem

Salīdzinot ar plaši izmantotajiem taisnstūrveida laminētajiem serdeņiem, toroidālo serdeņu priekšrocības ir vērstas uz magnētiskajām shēmām un enerģijas patēriņu, veicot īpašus salīdzinājumus šādi:

 

Magnētiskā ķēde un zudumi: Toroidālajiem serdeņiem ir slēgta magnētiskā ķēde un nav šuvju, kā rezultātā ir zema magnētiskā pretestība un mazi zudumi. Laminētajiem serdeņiem ir vairākas šuves un gaisa spraugas, kas izraisa lielāku magnētiskās enerģijas noplūdi un lielākus zudumus.

 

Izmērs un svars: Ar tādu pašu jaudu toroidālajiem serdeņiem ir augstāka magnētiskās ķēdes efektivitāte, kas ļauj samazināt izmēru par 20–40% un svaru par 15–30%. Tas labāk apmierina pieprasījumu pēc aprīkojuma miniaturizācijas.

 

Troksnis un izmaksas: Toroidālajiem serdeņiem ir neliela vibrācija un zems troksnis. Tomēr to ražošanas process ir sarežģīts (īpaši tinuma process), kas rada par 10–50% augstākas izmaksas nekā parastajiem laminētajiem serdeņiem.

gredzena serdes specifikācija

Magnētiskā serdeņa izmērs (mm)			Aizsargkastes izmērs (mm)			Efektīvais šķērsgriezuma laukums{0}}Ae (mm2)		Magnētiskā ceļa garums Ie (mm)		Maksimālā līdzstrāva pārstrāvas klase (A)
id	od	ht	ID	OD	HT
14	19	6.5	12	22	8	11.86		51.81		20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68		52.29		40
16	21	10	15	24	12.3	24.85		57.41		60
16	23	8	15	24	9.7	20.44		61.23		60
16	23	10	15	24	12.3	34.62		59.92		60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86		60.59		60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56		60.67		60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89		61.34		60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78		60.38		70
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78		60.89		70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97		64.56		70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39		65.32		80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42		62.31		80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32		69.56		80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29		70.32		90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76		73.88		90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91		78.75		90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65		77.19		100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54		78.32		100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39		77.45		100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32		79.89		120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58		73.43		120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56		74.56		120