Sekalaiset

Induktori ferriitit

Induktori ferriitit

Ferriitit ovat yksi tärkeimmistä ydinmateriaaleista, joita käytetään induktoreissa ja muuntajissa.

Induktori-ferriittiä käytetään lisäämään kelan ympärillä olevan väliaineen läpäisevyyttä induktorin induktanssin lisäämiseksi.

Ferriittejä käytetään laajalti induktoritekniikassa induktorin suorituskyvyn parantamiseksi.

Mikä on ferriitti?

Ferriitit ovat pohjimmiltaan rautapohjaisia ​​magneettisia materiaaleja keraamisten muodossa.

Ferriitit on valmistettu jauheesta, ja siksi induktoreissa ja muissa sovelluksissa käytettävät ferriittisydämet voidaan valmistaa eri muodoissa vaatimusten mukaisesti.

Ferriitit tai koska ne ovat myös tunnettuja ferromagneettisia materiaaleja, voidaan luokitella kahteen luokkaan niiden magneettisen koeritiivisuuden tai sisäisen magneettisuuden pysyvyyden perusteella:

  • Pehmeät ferriitit: Pehmeät ferriitit ovat ferriittimateriaaleja, jotka kykenevät helposti kääntämään magnetoitumisensa napaisuuden ilman, että magneettisen napaisuuden kääntämiseen tarvitaan merkittävää määrää energiaa. Tämä tarkoittaa, että energian menetys on vain suhteellisen pieni.

    Pehmeillä ferriiteillä on myös suuri sähköinen vastus, joten pyörrevirtahäviöt ovat myös pienet, kun niitä käytetään induktoreissa ja muuntajissa.

    Pehmeät ferriitit valmistetaan usein rauta-, nikkeli-, sinkki- tai mangaanioksidien seoksesta. Mangaanisinkki- ja nikkelisinkkimagneetit ovat yleisimpiä pehmeistä ferriittimagneeteista. Korkean vastuksensa vuoksi pehmeitä ferriittejä käytetään laajalti induktoreiden tai muuntajien sydämissä, koska ne johtavat minimaaliseen energianhukkaan.

    Yleensä pehmeät ferriitit hyväksytään sellaisiksi, joiden koeritiivisuus on alle 1 kA.m.

  • Kovat ferriitit: Kovia ferriittejä voidaan kutsua myös kestomagneeteiksi. Ne säilyttävät magnetoitumisensa polaarisuuden, kun magnetisointikenttä on poistettu, ts. Niiden remananssitaso on korkea.

    Kova ferriittimagneetti on tyypillisesti valmistettu barium-, rauta- tai strontiumoksidista. Niitä on halpa valmistaa ja ne ovat magneetteja, joita käytetään monissa sovelluksissa, mutta niitä voidaan yleisimmin nähdä sellaisissa sovelluksissa kuin tavalliset kotitalousmagneetit (esim. Keittiömagneetit).

    Kovia ferriittejä pidetään yleensä sellaisina, joiden koivivustasot ovat yli 10 kA / m.

Ferriitit ovat yleensä kemiallisesti inerttejä keraamisia rautapohjaisia ​​materiaaleja. Niillä on yleensä kemiallinen rakenne muodossa XFe2O4, jossa X on siirtymämateriaali.


Ferriiteissä käytetyt siirtymämetallit
Metallin nimiMetallinen symboli
KobolttiCo
KupariCu
MangaaniMn
MagnesiumMg
NikkeliNi
SinkkiZn

Induktoreissa ja muissa sovelluksissa käytettävien ferriittien valmistamiseksi metallien tehot sekoitetaan suhteissa ja jauhetaan sitten tarvittavan raekoon aikaansaamiseksi ja puristetaan sitten muotoon.

Sintraus tarkoittaa materiaalin kuumentamista välillä noin 1150 ° C - 1300 ° C.

Sintraus on prosessi, jossa jauhemaista keraamista materiaalia pidetään muotissa tarvittavan muodon saamiseksi ja kuumennetaan sitten lämpötilaan, joka on alle materiaalin sulamispisteen. On havaittu, että jauhehiukkasten atomit diffundoituvat hiukkasten rajojen yli, niin että hiukkaset sulautuvat yhteen. Tällä tavalla luodaan yksi kiinteä kohde.

Induktori-ferriitin sintrattu sydän saattaa silti vaatia lisäviimeistelyä - se voidaan jauhaa antamaan hyvin tasainen pinta tilanteisiin, joissa tarvitaan ytimen puolikkaita. Tällöin tasaiset pinnat ovat välttämättömiä sen varmistamiseksi, että induktoreiden tai muuntajien jne. Ilmarakot ovat mahdollisimman pienet.

Valmis ferriittimateriaali sisältää tuhansia pieniä kiteitä tai jyviä. Tyypillisesti nämä ovat noin 10 um poikki. Jokaisessa rakeessa tai kiteessä on paljon enemmän pienempiä magneettisia domeeneja, joilla voi olla satunnainen suunta kuumennuksen jälkeen. Ulkoisen kentän avulla nämä alueet pyrkivät suuntautumaan samaan suuntaan.

Ferriitin läpäisevyys

On monia parametreja, joilla on merkitystä, kun ferriittiä käytetään induktorissa. Induktori-ferriitin pääparametri on kuitenkin läpäisevyys. Induktori-ferriitin läpäisevyyden taso antaa induktorille paljon suuremman induktanssin kuin jos vain ilmansydän käytettäisiin.

Induktoreissa käytettyjen ferriittien läpäisevyys vaihtelee huomattavasti eri ferriittityyppien välillä. Niillä voi olla läpäisevyystasoja, jotka voivat vaihdella välillä 20 - yli 15 000, vaikka jotkut hyvin erikoistuneet voivat olla korkeammat.

Induktorin ferriittisydämen häviöt

Yksi tärkeimmistä parametreista, jotka kiinnostavat sähkötekniikkaa, joka käyttää ferriittejä induktoreissa, ovat heidän aiheuttamansa ydintuhot ja niiden taajuusriippuvuus.

Ferriittisydämen sydämen häviöt voidaan ilmaista seuraavasti:

Pc =Ph + Pe + Pr

Missä:
Pc = ytimen kokonaishäviö
Ph = hystereesihäviö
Pe = pyörrevirtahäviö
Pr = jäännöshäviö

Hystereesihäviön havaitaan kasvavan lineaarisesti taajuuden ja vuon kasvaessa. Pyörrevirtahäviö kasvaa eksponentiaalisesti taajuuden ja vuon kasvaessa. Kuitenkin havaitaan, että hystereesihäviö on hallitseva ytimen menetys taajuuteen asti, jonka ytimen suorituskyky määrittää. Tämän yläpuolella vallitsee pyörrevirtahäviö.

Korkean taajuuden suorituskyvyn parantamiseksi induktoriin käytettävän ferriitin valmistuksessa käytettävän raekoon on oltava pieni ja myös käytetyn seoksen on oltava vapaa epäpuhtauksista.