1К107 Нанокристално гвоздено језгро за ефикасност трансформатора

 

 

Нанокристално гвоздено језгроПхисицал Пропертиес

 

Карактеристични параметар	Типична вредност	Поређење са традиционалним материјалима (нпр. силицијум челик 30К130)
Магнетна индукција засићења (Бс)	1.2-1.5 T	Нешто ниже (силицијум челик: ~1,8Т)
Почетна магнетна пермеабилност (μи)	5×10⁴ - 2×10⁵ H/m	5-10 пута више (силицијум челик: ~3×10³-5×10³ Х/м)
Губитак гвожђа (П₀.₅/₅₀)	0,15-0,3 В/кг	60-80% ниже (силицијум челик: ~1,0-1,5 В/кг)
Принудна сила (Хц)	0.5-2 A/m	80-90% ниже (силицијум челик: ~10-20 А/м)
Киријева температура (Тц)	400-450 степени	Више од аморфних легура (~ 350 степени)
Опсег радне температуре	-50 - 150 степен	Покрива већину индустријских сценарија

 

 

Нанокристално гвоздено језгроАнализа кључних перформанси

 

Предности перформанси језгра од нанокристалног гвожђа чине га заменом за традиционални силицијумски челик и језгра од аморфног гвожђа у сценаријима средње{0}}високе фреквенције и малих{1}}губитка.

 

1. Предности основних перформанси

 

(1) Екстремно низак губитак гвожђа: основна конкурентност у средњо-високофреквентним сценаријима

Губитак гвожђа (укључујући губитак хистерезе и губитак на вртложне струје) је кључни показатељ енергетске ефикасности гвозденог језгра. Предност губитка гвожђа нанокристалног гвозденог језгра се огледа у:

 

Низак губитак хистерезе: Нанокристална структура има ниску отпорност на померање зидова домена, са коерцитивном силом (Хц) само 1/10-1/20 од силицијум челика. Пошто је губитак хистерезе пропорционалан Хц, он је значајно смањен.

 

Губитак вртложне струје који се може контролисати: Трака има танку дебљину (15-30μм) и већу отпорност (приближно 1,3×10⁻⁶Ω·м) од силицијумског челика (приближно 0,45×10⁻⁶Ω·м), који може ефикасно да потисне вртложне струје у супротности са губитком на вртложна струја (пропорционална дебљини вртложне струје). отпорност).

 

Вредност апликације: У изворима напајања средње{0}}високе фреквенције (нпр. прекидачки извори напајања изнад 50 кХз, модули за пуњење), губитак гвожђа нанокристалног гвозденог језгра је само 1/5-1/10 у односу на силицијумски челик, што може значајно да побољша енергетску ефикасност опреме и смањи захтеве за расипање топлоте.

 

(2) Висока магнетна пермеабилност: Повећава осетљивост детекције слабог магнетног сигнала

Почетна магнетна пермеабилност (μи) је индикатор „магнетне проводљивости“ гвозденог језгра. μи језгра нанокристалног гвожђа може да достигне 5×10⁴-2×10⁵ Х/м, много веће од силицијум челика (3×10³-5×10³ Х/м) и аморфних легура (1×10⁴-3×10⁴ Х/м):

 

Повољни сценарији: У струјним трансформаторима (ЦТ), трансформаторима напона (ВТ) и електромагнетним сензорима (нпр. уређаји са заосталом струјом), висока магнетна пермеабилност омогућава да се гвоздено језгро брзо засити под слабим магнетним пољима, побољшавајући ефикасност конверзије сигнала и тачност детекције (нпр. време одзива заштите заостале струје може се скратити на мање од 10 мс).

 

(3) Одлична стабилност: широк распон температура и против{1}}старења

Добра термичка стабилност: Нанокристална структура има мала и равномерно распоређена зрна. Након жарења, структура решетке је стабилна, са Киријевом температуром (400-450 степени) вишом него код аморфних легура (~350 степени). У опсегу радне температуре од -50-150 степени, брзина варијације магнетних својстава (нпр. магнетна пермеабилност, губитак гвожђа) је мања од 5%, далеко боља од оне од језгара аморфног гвожђа (стопа варијације ~10-15%).

 

Јака својства против{0}}старења: Аморфне легуре могу да доживе деградацију магнетних перформанси услед „структурне релаксације“ током дуготрајног-чувања, док нанокристали имају стабилну структуру након жарења, са слабљењем перформанси мањим од 3% током дуготрајне-употребе (преко 10 година).

 

(4) Добра механичка својства и могућност обраде

Затезна чврстоћа нанокристалних трака је приближно 1500МПа, 3 пута већа од силицијум челика (~500МПа), што их чини мање склоним ломљивости и пуцању;

 

Могу се прерађивати у прстенасте, Ц-облике, правоугаоне и друге облике намотавањем, сечењем, лепљењем и другим процесима, прилагођавајући се инсталационом простору различите опреме (нпр. у-трансформаторима нових енергетских возила углавном користе прстенаста нанокристална гвоздена језгра).