Magnet Komponen: Memahami Bahan dan Reka Bentuk
Komponen magnetik memainkan peranan penting dalam peranti elektronik kuasa, membolehkan kawalan, pemindahan dan penyaman kuasa elektrik. Pereka bentuk sentiasa mencari bahan, topologi dan proses baharu untuk meningkatkan prestasi. Untuk mereka bentuk induktor dan transformer dengan berkesan, adalah penting untuk memahami selok-belok bahan magnet dan teknologi yang berkaitan. Dalam artikel ini, kita menyelidiki asas bahan magnet, klasifikasi, bahan teras dan bentuknya.
Bahan Magnet dan Klasifikasinya
Bahan magnet merangkumi unsur-unsur yang secara semula jadi tertarik kepada magnet dan mampu menjadi magnet sendiri apabila dimagnetkan. Lima jenis utama magnet kekal digunakan: ferit, alnico, getah fleksibel, dan magnet nadir bumi seperti kobalt dan neodymium. Anehnya, setiap jenis mempamerkan ciri yang berbeza.
Memahami klasifikasi bahan magnet adalah penting. Mereka terbahagi kepada dua kategori: bahan keras magnetik dan bahan lembut magnetik. Bahan keras secara magnetik boleh dimagnetkan oleh medan magnet yang kuat dan mengekalkan kemagnetannya selama-lamanya. Sebaliknya, bahan lembut secara magnetik boleh dimagnetkan dengan mudah tetapi hanya sementara.
Tindak balas bahan terhadap medan magnet berbeza-beza berdasarkan struktur atom, terutamanya ditentukan oleh bilangan elektron tidak berpasangan dalam setiap atom. Kebanyakan bahan termasuk dalam salah satu daripada tiga kategori: feromagnetik, diamagnet atau paramagnet.
- Bahan feromagnetik, seperti besi, kobalt, dan nikel, mempunyai beberapa elektron tidak berpasangan, menghasilkan medan magnet bersih yang lemah.
- Bahan diamagnet menolak medan magnet yang digunakan secara luaran dan tidak menjana sendiri.
- Bahan paramagnet mempamerkan sedikit tarikan kepada medan magnet tetapi secara amnya dianggap bukan magnet.
Bahan Teras
Pilihan bahan magnetik untuk komponen tertentu bergantung pada fungsi yang dimaksudkan. Memahami klasifikasi yang dinyatakan sebelum ini memberikan pandangan tentang pelbagai jenis bahan magnet yang tersedia. Secara amnya, teras memerlukan kebolehtelapan relatif yang tinggi.
Bahan keras biasanya digunakan untuk magnet kekal, manakala bahan lembut digunakan untuk induktor dan transformer.
Bentuk Teras
Pilihan bentuk teras bergantung kepada reka bentuk komponen elektronik kuasa dan bahan teras yang dipilih. Pelbagai bentuk teras tersedia di luar rak, menjadikan keputusan itu mencabar.
Jadual I menawarkan perbandingan bentuk teras yang berbeza dan ciri-cirinya untuk membuat keputusan reka bentuk termaklum.
Dengan memperoleh pemahaman yang menyeluruh tentang bahan magnet, klasifikasi, bahan teras dan bentuk terasnya, pereka bentuk boleh membuat pilihan termaklum apabila mencipta komponen magnet yang cekap dan berfungsi untuk sistem elektronik kuasa.
Jadual I: Perbandingan Bentuk Teras Berbeza dan Ciri-cirinya
- Teras Periuk: Kos teras tinggi, kos penggulungan rendah, kos gelendong rendah, pemasangan mudah, pelesapan haba yang lemah, pelindung/penyaringan yang sangat baik, fluks kebocoran yang rendah.
- Teras E: Kos teras yang rendah, kos penggulungan rendah, kos gelendong rendah, pemasangan mudah, pelesapan haba yang sangat baik, perisai/penyaringan yang lemah, kuasa penghantaran/isipadu unit yang tinggi.
- Teras EC: Kos teras sederhana, kos penggulungan rendah, kos gelendong sederhana, pemasangan sederhana, pelesapan haba yang baik, pelindung/penyaringan yang lemah, kaki tengah bulat untuk penggulungan yang lebih mudah.
- Teras U: Kos teras tinggi, kos penggulungan sederhana, kos bobbin tinggi, pemasangan sederhana, pelesapan haba yang baik, perisai/penyaringan yang lemah, lebih disukai untuk aplikasi voltan tinggi.
- Toroid (Teras Gelang): Kos teras yang sangat rendah, pelesapan haba yang tinggi, tiada kos gelendong, tiada pemasangan, pelindung/penyaringan yang baik, diutamakan dalam transformer semasa.
- Teras RM: Kos teras sederhana, kos penggulungan rendah, kos gelendong sederhana, pemasangan sederhana, pelesapan haba yang baik, perisai/penyaringan yang baik.