Kodėl nuolatinės srovės elektromagneto relės šerdis pagaminta iš grynos geležies, o kintamosios srovės elektromagneto – iš silicio plieno lakštų?

Elektromagnetinio prietaiso konstrukcijoje šerdies medžiagos pasirinkimas tiesiogiai lemia magnetines savybes, energijos suvartojimą ir temperatūros kilimą. Nesvarbu, ar yra nuolatinės srovės, ar kintamosios srovės sistemos, energijos nuostoliai magnetinėje grandinėje pirmiausia atsiranda dėl dviejų tipų: sūkurinių srovių ir histerezės nuostolių.

 

Todėl, esant skirtingoms eksploatavimo sąlygoms, elektromagnetinės šerdies medžiagos parinkimas reikalauja sisteminės analizės, atsižvelgiant į magnetinio lauko pokyčių dažnį, srovės tipą ir šilumos valdymo reikalavimus.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nuolatinės srovės elektromagnetų magnetinis laukas paprastai yra stabilus arba lėtai kintantis magnetinis laukas su mažu srauto kitimo greičiu, todėl sūkurinės srovės ir histerezės nuostoliai yra nereikšmingi. Esant tokioms sąlygoms, projektinis dėmesys perkeliamas į pralaidumo ir magnetinio prisotinimo charakteristikas. Gryna geležis dėl savo didelio pralaidumo ir mažo koerciškumo gali greitai sukurti ir išlaisvinti magnetinius laukus, todėl ji yra idealus medžiagos pasirinkimas ir plačiai naudojamas gryno geležies šerdims ir įvairiose tiksliosios pavaros konstrukcijose. Be to, gryna geležis pasižymi puikiomis magnetinio atsako charakteristikomis, todėl ji yra didelio -jautrumo elektromagnetinių pavarų (pvz., relių) pagrindinė medžiaga.

 

Priešingai, kintamosios srovės elektromagneto magnetinis laukas yra aukšto{0}}dažnio kintamajame. Nuolatinis magnetinio srauto pokytis šerdyje sukuria reikšmingas sūkurinių srovių kilpas, dėl kurių atsiranda papildomų šilumos nuostolių. Tuo tarpu histerezės nuostoliai taip pat žymiai padidėja didėjant dažniui. Siekiant sumažinti nuostolius, paprastai naudojama didelės varžos silicio plieno lakšto laminato struktūra, padalijanti šerdį į kelis izoliacinius lakštus, kad būtų veiksmingai slopinami sūkurinių srovių keliai. Tokio tipo konstrukcija yra įprasta relės plieninėse šerdyse arba kintamosios srovės -magnetiniuose komponentuose ir yra standartinis nuostolių mažinimo sprendimas elektrotechnikos srityje.

 

Faktiškai veikiant nuolatinės srovės elektromagnetams, net esant teoriškai mažiems nuostoliams, šerdis vis tiek gali įkaisti. Ši problema daugiausia kyla dėl vario nuostolių laidininko ritėse, vedamose į šerdį, taip pat dėl ​​papildomų sūkurinių srovių nuostolių, kurie palaipsniui atsiranda aukšto{1}}dažnio veikimo arba impulsinės pavaros sąlygomis. Ypač aukšto dažnio perjungimo programose, pvz., geležinės šerdies struktūrose, šilumos kaupimosi problema yra ryškesnė. Todėl šerdies šildymas yra ne tik susijęs su medžiagomis, bet ir glaudžiai susijęs su bendra elektromagnetinės sistemos konstrukcija.

 

Siekiant išspręsti pagrindinę nuolatinės srovės elektromagnetų šildymo problemą, inžinerija paprastai apima kelių matmenų optimizavimą. Pirma, vario nuostoliai sumažinami optimizuojant ritės konstrukciją (sumažinus srovės tankį ir optimizuojant posūkių pasiskirstymą). Antra, šilumos išsklaidymo keliai pagerinami projektuojant konstrukciją, pvz., padidinant šilumos išsklaidymo plotą arba naudojant geresnio šilumos laidumo konstrukcines medžiagas. Be to, siekiant sumažinti sužadinimo srovės poreikį, gali būti įvestos nuolatinio magneto pagalbinės magnetinės grandinės. Kai kuriose aukštos klasės programose, pvz., „Core for Electromagnetic Relay“, terminis stabilumas dar labiau padidinamas naudojant kompozitus arba paviršiaus apdorojimą.

 

Kalbant apie pačią gryną geležį, jos gamybai ir medžiagų parinkimui taip pat keliami griežti reikalavimai. Kaip tipiška minkšta magnetinė medžiaga, gryna geležis turi būti labai gryna (mažas anglies kiekis, mažai priemaišų), vienodos mikrostruktūros ir gero apdirbimo. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra pramoninės grynos geležies arba DT4 serijos medžiagos, o DT4C geležies šerdis yra tipiškas pavyzdys. Šioms medžiagoms būdingas didelis pralaidumas, maži nuostoliai ir siaura histerezės kilpa, todėl jos tinkamos didelio našumo{5}}relėms ir tikslioms elektromagnetinėms sistemoms. Be to, gamybos metu tokie procesai kaip šaltas kalimas gali žymiai pagerinti medžiagos tankį ir mechaninį stiprumą. Pavyzdžiui, DT4C relės geležies šerdies šalto kalimo procese jis efektyviai pagerina magnetinių savybių nuoseklumą ir matmenų tikslumą.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Be to, įtempių valdymas ir atkaitinimas yra labai svarbūs apdorojant grynos geležies šerdis. Darbinis grūdinimas žymiai sumažina magnetines savybes; atkaitinimas būtinas po štampavimo ar šalto kalimo, kad būtų atkurtas magnetinis pralaidumas. Tai ypač svarbu naudojant didelio-tikslumo struktūrinius komponentus, pvz., miniatiūrinius magnetinius komponentus, pvz., pagrindinius kaiščius arba relės kaiščius, kur veikimo stabilumas tiesiogiai veikia bendrą įrenginio atsako greitį ir patikimumą.

 

Kalbant apie pritaikymą, minkštos magnetinės grynos geležies medžiagos yra plačiai naudojamos relėse, solenoidiniuose vožtuvuose ir pramoninėje valdymo įrangoje. Ypač tais atvejais, kai reikalingas didelis atsakas, minkštos magnetinės geležinės šerdys, skirtos relėms, ir grynos geležies relės šerdys tapo pagrindiniais pasirinkimais dėl puikių įmagnetinimo ir išmagnetinimo savybių. Tuo pačiu metu pramoninės automatikos sistemose tokie produktai kaip geležinės šerdys pramoninėms valdymo relėms kelia dar aukštesnius medžiagų konsistencijos ir partijos stabilumo reikalavimus.

 

 

Nuolat didėjant elektromagnetinių sistemų dažniui, didesniam efektyvumui ir didesniam patikimumui, pagrindinių medžiagų ir gamybos procesų svarba tampa vis svarbesnė. Iš pagrindinioElektrikas grynos geležies šerdysiki didelio tikslumo Relės ir elektromagnetinės pavaros laukams siūlome daugybę minkštų magnetinių geležinių šerdžių, skirtų relėms, ir pritaikytus sprendimus, apimančius visas gamybos galimybes nuo medžiagų parinkimo ir šalto kalimo iki terminio apdorojimo optimizavimo, atitinkančius griežtus aukščiausios klasės elektromagnetinių komponentų našumo ir patikimumo reikalavimus.