1K107 Miez de fier nanocristalin pentru eficiența transformatorului

 

 

Miez de fier nanocristalinProprietăți fizice

 

Parametru caracteristic	Valoare tipică	Comparație cu materialele tradiționale (de exemplu, oțel siliconic 30Q130)
Inducție magnetică de saturație (Bs)	1.2-1.5 T	Puțin mai jos (oțel silicon: ~1,8T)
Permeabilitatea magnetică inițială (μi)	5×10⁴ - 2×10⁵ H/m	De 5-10 ori mai mare (oțel siliconat: ~3×10³-5×10³ H/m)
Pierdere de fier (P₀.₅/₅₀)	0,15-0,3 W/kg	60-80% mai mic (oțel silicon: ~1,0-1,5 W/kg)
Forța coercitivă (Hc)	0.5-2 A/m	80-90% mai mic (oțel silicon: ~10-20 A/m)
Temperatura Curie (Tc)	400-450 de grade	Mai mare decât aliajele amorfe (~350 de grade)
Interval de temperatură de funcționare	-50 - 150 grad	Acoperă majoritatea scenariilor industriale

 

 

Miez de fier nanocristalinAnaliza performanței cheie

 

Avantajele de performanță ale miezului de fier nanocristalin îl fac să înlocuiască miezurile tradiționale de oțel siliciu și fier amorf în scenarii de frecvență medie-înaltă, cu pierderi reduse-.

 

1. Avantajele de performanță de bază

 

(1) Pierdere extrem de scăzută de fier: competitivitate de bază în scenarii de frecvență medie-înaltă

Pierderea de fier (inclusiv pierderea prin histerezis și pierderea curenților turbionari) este un indicator cheie al eficienței energetice a miezului de fier. Avantajul pierderii de fier al miezului de fier nanocristalin se reflectă în:

 

Pierdere scăzută de histerezis: Structura nanocristalină are rezistență scăzută la mișcarea peretelui domeniului, cu o forță coercitivă (Hc) de numai 1/10-1/20 cea a oțelului siliconic. Deoarece pierderea de histerezis este proporțională cu Hc, aceasta este redusă semnificativ.

 

Pierdere controlabilă cu curent Eddy: Panglica are o grosime subțire (15-30μm) și o rezistivitate mai mare (aproximativ 1,3×10⁻⁶Ω·m) decât oțelul siliconic (aproximativ 0,45×10⁻⁶Ω·m), care poate suprima efectiv curenții turbionari (pierderea curenților turbionari este invers proporțională cu grosimea și rezistivitatea panglica).

 

Valoarea aplicației: În sursele de alimentare cu frecvență medie-înaltă (de exemplu, comutarea surselor de alimentare peste 50 kHz, module de încărcare a pilei), pierderea de fier a miezului de fier nanocristalin este de numai 1/5-1/10 cea a oțelului siliconic, ceea ce poate îmbunătăți foarte mult eficiența energetică a echipamentului și poate reduce cerințele de disipare a căldurii.

 

(2) Permeabilitate magnetică ridicată: îmbunătățirea sensibilității de detectare a semnalului magnetic slab

Permeabilitatea magnetică inițială (μi) este un indicator al „conductivității magnetice” a miezului de fier. μi miezului de fier nanocristalin poate ajunge la 5×10⁴-2×10⁵ H/m, mult mai mare decât cel al oțelului siliconic (3×10³-5×10³ H/m) și al aliajelor amorfe (1×10⁴-3×10⁴ H/m):

 

Scenarii avantajoase: În transformatoarele de curent (CT), transformatoarele de tensiune (VT) și senzorii electromagnetici (de exemplu, dispozitivele de curent rezidual), permeabilitatea magnetică ridicată permite miezului de fier să se satureze rapid sub câmpuri magnetice slabe, îmbunătățind eficiența conversiei semnalului și acuratețea de detecție (de exemplu, timpul de răspuns al protecției curentului rezidual poate fi scurtat la mai puțin de 10 ms).

 

(3) Stabilitate excelentă: interval larg de temperatură și anti-îmbătrânire

Stabilitate termică bună: Structura nanocristalină are granule mici și uniform distribuite. După recoacere, structura rețelei este stabilă, cu o temperatură Curie (400-450 grade ) mai mare decât cea a aliajelor amorfe (~350 grade ). În intervalul de temperatură de funcționare de -50-150 grade, rata de variație a proprietăților magnetice (de exemplu, permeabilitatea magnetică, pierderea fierului) este mai mică de 5%, mult mai bună decât cea a miezurilor de fier amorf (rata de variație ~ 10-15%).

 

Proprietate puternică anti-îmbătrânire: aliajele amorfe pot suferi o degradare a performanței magnetice din cauza „relaxării structurale” în timpul depozitării pe termen lung-, în timp ce nanocristalele au o structură stabilă după recoacere, cu o atenuare a performanței de mai puțin de 3% în timpul utilizării pe termen lung-(peste 10 ani).

 

(4) Proprietăți mecanice bune și procesabilitate

Rezistența la tracțiune a panglicilor nanocristaline este de aproximativ 1500MPa, de 3 ori mai mare decât a oțelului siliconic (~500MPa), făcându-le mai puțin predispuse la fragilitate și crăpare;

 

Acestea pot fi procesate în forme inelare, în formă de C-, dreptunghiulare și alte forme prin înfășurare, tăiere, lipire și alte procese, adaptându-se la spațiul de instalare al diferitelor echipamente (de exemplu, transformatoarele de bord ale vehiculelor cu energie nouă utilizează în principal miezuri inelare de fier nanocristalin).