Nanokryštalické jadro 1K107: Mäkký magnetický materiál s vysokou-permeabilitou

1K107 je nanokryštalická mäkká magnetická zliatina na báze železa- používaná na výrobu magnetických jadier s vysokou permeabilitou, nízkou stratou v jadre a vynikajúcim-frekvenčným výkonom. Tieto vlastnosti umožňujú v mnohých aplikáciách efektívnejšie a kompaktnejšie konštrukcie ako tradičná feritová alebo kremíková oceľ. Tento článok vysvetľuje hlavné výhody nanokryštalických jadier 1K107, dostupné tvary, príklady rozmerov a typické použitie.

Čo je nanokryštalické jadro 1K107?

Nanokryštalické jadro sa vyrába najprv odliatím amorfnej pásky zo zliatiny na báze železa-a potom aplikáciou presne riadeného procesu kryštalizačného žíhania. Počas žíhania sa v amorfnej matrici vyzrážajú veľmi jemné zrná v rozsahu nanometrov, čo dáva materiálu jedinečnú kombináciu magnetických vlastností. Trieda 1K107 sa vyznačuje vysokou počiatočnou permeabilitou, nízkou koercitivitou, nízkou stratou v jadre a hustotou saturačného toku okolo 1,2 až 1,3 T, s Curieovou teplotou približne 570 až 600 stupňov Celzia.

Kľúčové výhody

Vysoká magnetická permeabilita: menšie a ľahšie jadrá dosahujú rovnaký magnetický výkon ako väčšie tradičné jadrá.

Nízke straty v jadre: hysterézia a straty vírivými prúdmi sú výrazne znížené, čím sa zlepšuje účinnosť a znižuje sa tvorba tepla.

Vysoko{0}}frekvenčný výkon: straty a priepustnosť zostávajú stabilné v rozsahu 20 kHz až 1 MHz, čo vyhovuje prepínaným zdrojom napájania.

Vynikajúca teplotná stabilita: magnetické vlastnosti sú stabilné v širokom rozsahu prevádzkových teplôt.

Nižší počuteľný hluk: nízka magnetostrikcia znižuje mechanické vibrácie a počuteľný hluk počas prevádzky.

Vylepšená spoľahlivosť systému: kombinácia nízkych strát a stabilného výkonu zvyšuje životnosť koncového zariadenia.

Dostupné tvary jadra

Typ jadra	Popis
C-Jadro	Dvoj{0}}dielne rezané jadro používané v hlavných transformátoroch a výstupných tlmivkách pre vysokú hustotu toku a nízke straty.
Blokové jadro	Pevné monolitické jadro pre vysoko-frekvenčné transformátory, tlmivky, senzory a veterné turbíny.
Toroidné jadro	Priebežné páskové jadro v tvare šišky- pre prúdové transformátory a bežné tlmivky.
Eliptické jadro	Eliptický tvar pre tlmivky filtra bežného{0}}režimu, cez ktoré môže priamo prechádzať prípojnica.
Cut Core	Jadro rozrezané na dve polovice pre ľahké navíjanie cievky, používané v tlmivkách a prúdových transformátoroch.
Obdĺžnikové jadro	Obdĺžnikový tvar pre delené transformátory prúdu a prúdové chrániče.

Príklady rozmerov

Nižšie uvedená tabuľka uvádza reprezentatívne rozmery toroidných nanokryštalických jadier. Všetky rozmery sú v milimetroch a sú referenčnými hodnotami; ďalšie veľkosti je možné prispôsobiť tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám zákazníka.

A	B	C	D	E	F
8.3	6.0	1.8	3.6	3.0	4.0
10.0	7.0	2.4	4.6	4.2	5.4
13.0	10.2	2.6	5.9	4.6	6.0
16.0	12.0	3.8	4.8	5.2	7.2
19.0	14.0	4.8	4.8	5.7	8.0
25.0	18.6	6.5	6.5	6.8	10.0
30.0	19.9	6.9	7.1	10.0	15.0

Porovnanie s tradičnými materiálmi

Oproti kremíkovej oceli: oveľa vyššia permeabilita a nižšie straty pri vysokej frekvencii, ale nižšia hustota saturačného toku; kremíková oceľ zostáva ekonomickou voľbou pri frekvencii napájania.

Oproti feritu: vyššia hustota saturačného toku a lepší výkon pri nízkych{0}}frekvenciách, zatiaľ čo ferit stále dominuje veľmi vysokofrekvenčným aplikáciám nad 1 MHz.

Oproti amorfnému: vyššia priepustnosť a lepšia vysoko{0}}frekvenčná výkonnosť pri mierne vyšších výrobných nákladoch v dôsledku dodatočného kroku kryštalizačného žíhania.

Typické aplikácie

Transformátory a induktory v spínacom{0}}režime napájacích zdrojov.

Prúdové transformátory a prúdové chrániče.

Tlmivky bežného režimu a EMI filtre.

Reaktory v solárnych invertoroch a konvertoroch veternej energie.

Magnetické komponenty v nabíjačkách elektrických vozidiel a priemyselných pohonoch.

Často kladené otázky

Q1. Čo znamená známka 1K107?

1K107 je označenie pre nanokryštalickú mäkkú magnetickú zliatinu-na báze železa. Označuje definovaný rozsah magnetických vlastností, ako je permeabilita, strata jadra a saturácia, a bežne sa používa pre vysoko-magnetické komponenty.

Q2. Aká je hustota saturačného toku 1K107?

Hustota saturačného toku nanokryštalického materiálu 1K107 je zvyčajne okolo 1,2 až 1,3 T, čo je viac ako u feritu a nižšie ako u kremíkovej ocele s -orientovaným zrnom.

Q3. Môžu nanokryštalické jadrá pracovať nad 100 kHz?

Praktický rozsah použitia je približne 20 kHz až 1 MHz, v závislosti od tvaru jadra, hustoty toku a prípustnej straty. Nad 1 MHz sú často preferované feritové materiály.

Q4. Sú k dispozícii vlastné základné rozmery?

áno. Jadrá môžu byť vyrobené podľa vlastných rozmerov a tolerancií podľa požadovanej indukčnosti, menovitého prúdu a oblasti okna aplikácie.

Q5. Vyžadujú nanokryštalické jadrá puzdro alebo povlak?

Väčšina jadier sa dodáva s povlakom, páskou alebo puzdrom na ochranu okrajov pásky a na zjednodušenie navíjania. Možnosť konečnej úpravy závisí od aplikácie a požadovanej povrchovej vzdialenosti.

Q6. Prečo nanokryštalické jadrá produkujú menej počuteľného hluku?

Nanokryštalický materiál má veľmi nízku magnetostrikciu, takže jadro sa pri striedavej magnetizácii menej rozťahuje a zmršťuje, čo znižuje mechanické vibrácie a počuteľný hluk.