Los componentes magnéticos se han utilizado en varios dispositivos electrónicos de potencia durante décadas. Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. Para implementar los componentes magnéticos diseñados, es esencial tener una buena comprensión de los materiales magnéticos y sus asociados. la tecnología.
En el artículo anterior, aprendimos sobre los aspectos básicos de los materiales magnéticos, incluida su clasificación, materiales centrales y formas. Siga leyendo para obtener más información sobre varios tamaños de núcleo, ensamblaje de núcleo, elección de componentes y aplicaciones de materiales magnéticos.
Tamaños de núcleo
El núcleo magnético es un diseño específico de material magnético en una forma particular que posee una alta permeabilidad magnética. Se emplea para confinar y guiar los campos magnéticos en dispositivos eléctricos, electromecánicos y magnéticos.
El núcleo suele estar hecho de un material ferromagnético como el hierro o de compuestos ferrimagnéticos como las ferritas. La idea detrás del uso de material de alta permeabilidad para este propósito es poder tener las líneas del campo magnético concentradas en el material del núcleo.
El tamaño del núcleo varía para diferentes aplicaciones según la potencia o el nivel de energía del material del núcleo. Hay varios tamaños estándar disponibles listos para usar para satisfacer las necesidades, y también existe la posibilidad de personalizar los tamaños para aplicaciones especializadas.
El tamaño del formador de bobina depende del tamaño del núcleo y debe elegirse en consecuencia. Las hojas de datos proporcionadas por el fabricante son útiles para revisar los tamaños estándar del núcleo magnético y otros componentes relacionados.
Ensamblaje del núcleo
Todo el conjunto del núcleo comprende un formador de bobina, un núcleo y el hardware de montaje [1]. Normalmente, el núcleo magnético se divide en dos mitades. Vienen como pares combinados que deben ensamblarse y usarse solo como un par.
Las hojas de datos del fabricante proporcionan información valiosa sobre las necesidades de ciclos de temperatura y los agentes de limpieza para facilitar un rendimiento óptimo. Los núcleos de ferrita se utilizan con mayor frecuencia debido a su alta permeabilidad y la amplia gama de opciones accesibles para diferentes niveles de potencia y aplicaciones.
El espacio estándar que permite valores precisos de inductancia y dimensión mecánica estándar es una gran ventaja, ya que a su vez permiten las opciones adecuadas para el formador de bobinas y el hardware de montaje. La disponibilidad de una gama completa de formas de núcleo comúnmente utilizadas, como núcleos planos estándar E e I, ayuda a facilitar la creación rápida de prototipos.
Elección de componentes
La selección de las formas del núcleo de ferrita depende de muchos factores. Cada forma tiene algunas ventajas clave sobre la otra en función de la aplicación en cuestión [2]. En la mayoría de los escenarios, no existe una elección perfecta y la decisión es un compromiso que tiene en cuenta los elementos imprescindibles. Junto con los núcleos, es igualmente crucial pedir los accesorios relevantes para los mismos, como los formadores de bobina y el hardware de montaje [3].
Otro aspecto a tener en cuenta durante el diseño e implementación del núcleo magnético es el aspecto del entrehierro. Los núcleos con espacio de aire son útiles para inductores y sus aplicaciones. Las variantes de este tipo se basan en la diferencia en las longitudes de los entrehierros. Por otro lado, el núcleo sin espacio de aire se emplea en aplicaciones basadas en transformadores.
En el artículo anterior, discutimos los detalles sobre la clasificación estándar de materiales magnéticos. En cuanto a la elección del material según las aplicaciones específicas de los componentes y las características de rendimiento clave, los materiales magnéticos se pueden comparar como en la Tabla I [4]. Estas comparaciones son útiles durante el proceso de selección y se puede hacer referencia a las hojas de datos para obtener esta valiosa información para otros materiales magnéticos en consideración.
| Material | Ferrita dura (HF) | AlNiCo (AN) | SmCo (SC) | NdFeB (ND) |
| Fuerza adhesiva | Bueno | Medio | Fuerte | Muy fuerte |
| Temperatura máxima de trabajo (en grados C) | 200 | 450 | 200 | 80 |
| Resistencia a la Corrosión | Muy bueno | Muy bueno | Bueno | Pobre |
| maquinabilidad | Imposible | Cortar o pulir con diamante | Imposible | Imposible |
| Capacidad de desmagnetización | Moderado | Fácil |
Extremadamente difícil | Difícil |
| Precio | Baja | Alta | Muy alto |
Moderado |
Tabla I: Comparación entre diferentes materiales magnéticos
Aplicaciones de material magnético
Los materiales magnéticos encuentran una multitud de aplicaciones en nuestra vida diaria que van desde la generación de electricidad hasta su utilización. Estos incluyen motores eléctricos, transformadores y generadores. También juegan un papel clave en la carga y el almacenamiento de equipos en varias facetas de la tecnología de almacenamiento de datos, incluidos los discos duros y los casetes de audio. También se emplean en teléfonos, reproductores de CD, televisión, altavoces y grabadoras de video.
Figura 1: Ejemplos de aplicaciones de materiales magnéticos
En términos de la clasificación estándar de materiales magnéticos, los materiales ferromagnéticos se utilizan principalmente en imanes permanentes y aplicaciones de almacenamiento de datos. Los materiales ferrimagnéticos se emplean en la implementación de inductores, transformadores y componentes magnéticos relacionados.
Los materiales superparamagnéticos se utilizan en la creación de cintas de grabación para diversas aplicaciones de audio y vídeo. En la Figura 1 se muestran algunos ejemplos de aplicaciones de componentes con materiales magnéticos.