Нанокристаллический сердечник 1K107 по сравнению с кремниевой сталью, аморфными и ферритовыми сердечниками

Нанокристаллические сердечники 1К107 изготавливаются из магнитомягкого сплава на основе железа-, зерна которого измельчаются до нанометрового уровня путем контролируемого кристаллизационного отжига. Материал предлагает необычное сочетание высокой начальной проницаемости, низкой коэрцитивной силы, низких потерь в сердечнике и хорошей температурной стабильности. В этой статье нанокристаллические сердечники 1К107 сравниваются с сердечниками из кремниевой стали, аморфными и ферритовыми сердечниками, чтобы разработчики могли выбрать наиболее подходящий магнитный материал для каждого применения.

Что такое нанокристаллическое ядро ​​1К107?

Нанокристаллический сплав производится сначала отливкой аморфной ленты, а затем ее отжигом при точно контролируемой температурной программе, так что в аморфной матрице осаждаются очень мелкие зерна. Марка 1К107 достигает начальной проницаемости примерно от 60 000 до 150 000, коэрцитивной силы всего 0,5 А/м или ниже, плотности потока насыщения примерно от 1,2 до 1,3 Тл и температуры Кюри примерно от 570 до 600 градусов Цельсия. Диапазон практического применения составляет от 20 кГц до 1 МГц.

Нанокристаллические и кремниевые стальные сердечники

Начальная проницаемость нанокристаллических сердечников намного выше, чем у сердечников из кремнистой стали, которая обычно составляет от 1000 до 5000. Коэрцитивность также значительно ниже, что снижает потери энергии во время каждого цикла намагничивания. Однако кремниевая сталь имеет более высокую плотность потока насыщения (около 1,8–2,0 Тл) и является экономичным выбором при промышленной частоте. На высоких частотах потери на гистерезис и вихревые токи кремнистой стали резко возрастают, в то время как нанокристаллические сердечники сохраняют низкие потери, что делает их лучшим выбором для переключающих-схем.

Нанокристаллические и аморфные ядра

Аморфные ядра получают путем быстрого затвердевания расплавленного сплава без стадии кристаллизационного отжига. Их начальная проницаемость обычно составляет от 20 000 до 50 000, что ниже, чем у нанокристаллических ядер от 60 000 до 150 000, а их коэрцитивная сила немного выше. Аморфный материал имеет плотность потока насыщения около 1,56 Тл, что немного выше, чем у нанокристаллического. Аморфные ядра подходят для частот от 10 до 100 кГц, а нанокристаллические ядра расширяют полезную производительность примерно до 1 МГц. Нанокристаллический материал также имеет более высокую температуру Кюри (около 570–600 градусов Цельсия) по сравнению с примерно 415 градусами Цельсия для аморфного материала, что обеспечивает лучшую стабильность при высоких-температурах.

Нанокристаллические и ферритовые сердечники

Ферритовые сердечники имеют низкую плотность потока насыщения, составляющую примерно от 0,3 до 0,5 Тл, тогда как нанокристаллические сердечники достигают примерно 1,2–1,3 Тл, что позволяет использовать меньшее поперечное сечение-сердечника при той же мощности. Феррит хорошо работает в диапазоне от 10 кГц до 100 МГц и остается лучшим выбором на очень высоких частотах, но его проницаемость и насыщение ниже, а также он склонен к размагничиванию при повышенных температурах. Нанокристаллические сердечники сочетают в себе низкие потери, более высокую насыщенность и лучшую температурную стабильность в диапазоне от 20 кГц до 1 МГц.

Размерный ряд

Нанокристаллические тороидальные сердечники доступны в широком диапазоне размеров: от небольших колец с внешним диаметром около 8 мм, используемых в трансформаторах тока, до крупных блоков, используемых в оборудовании преобразования энергии. В таблице ниже приведены типичные примеры; все размеры указаны в миллиметрах, дополнительные размеры могут быть изменены по индивидуальному заказу.

Типичные применения

Высокочастотные-трансформаторы и катушки индуктивности в импульсных-источниках питания.

Трансформаторы тока и устройства защитного отключения с высокими требованиями к точности.

Синфазные дроссели и фильтры электромагнитных помех в силовой электронике.

Реакторы в солнечных инверторах, ветряных преобразователях и зарядных устройствах для электромобилей.

Магнитные компоненты в промышленных приводах и источниках бесперебойного питания.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Какая начальная проницаемость у 1К107?

Начальная проницаемость нанокристаллических сердечников 1К107 обычно составляет от 60 000 до 150 000, что намного выше, чем у кремнистой стали и феррита, и выше, чем у большинства аморфных марок.

В2. Почему нанокристаллический материал лучше феррита на высоких частотах?

Нанокристаллические сердечники обеспечивают более высокую плотность потока насыщения и лучшую низкочастотную проницаемость, чем феррит, сохраняя при этом низкие потери примерно до 1 МГц. Феррит по-прежнему предпочтителен при частотах выше 1 МГц и там, где не требуются очень низкие потери в сердечнике при высокой плотности потока.

Вопрос 3. Какая плотность потока насыщения у 1К107?

Плотность потока насыщения обычно составляет от 1,2 до 1,3 Тл, что ниже, чем у кремнистой стали и аморфного материала, но намного выше, чем у феррита.

Вопрос 4. Как изготавливается нанокристаллическое ядро?

Аморфную ленту сначала отливают путем быстрого затвердевания, затем наматывают до необходимой формы и отжигают в контролируемом магнитном поле, в результате чего образуются зерна нанометрового-масштаба, которые придают материалу высокую проницаемость и низкие потери.

Вопрос 5. Какова температура Кюри нанокристаллического материала?

Температура Кюри составляет от 570 до 600 градусов Цельсия, что выше, чем у аморфного материала (около 415 градусов Цельсия), что обеспечивает лучшую стабильность при повышенных рабочих температурах.

Вопрос 6. Могут ли быть поставлены нестандартные размеры сердечника?

Да. Сердечники могут быть изготовлены по индивидуальным размерам и допускам на основе требуемой индуктивности, номинального тока и доступного окна обмотки.