ลักษณะและการประยุกต์ใช้แกนแม่เหล็ก

ส่วนประกอบแม่เหล็กถูกนำมาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังหลายชนิดมานานหลายทศวรรษ พวกมันถูกใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย เพื่อที่จะใช้ส่วนประกอบแม่เหล็กที่ออกแบบไว้ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับวัสดุแม่เหล็กและที่เกี่ยวข้อง เทคโนโลยี. 

ในบทความก่อนหน้านี้เราได้เรียนรู้เกี่ยวกับลักษณะพื้นฐานของวัสดุแม่เหล็กรวมถึงการจำแนกประเภทวัสดุหลักและรูปร่าง อ่านเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับขนาดแกนต่างๆการประกอบแกนการเลือกส่วนประกอบและการใช้งานวัสดุแม่เหล็ก

ขนาดแกน

แกนแม่เหล็กเป็นการออกแบบเฉพาะของวัสดุแม่เหล็กในรูปทรงเฉพาะที่มีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ใช้เพื่อ จำกัด และนำทางสนามแม่เหล็กในอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลไฟฟ้าและแม่เหล็ก 

โดยทั่วไปแกนกลางจะทำจากวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเหล็กหรือสารประกอบเฟอร์ริแมกเนติกเช่นเฟอร์ไรต์ แนวคิดเบื้องหลังการใช้วัสดุที่มีการซึมผ่านสูงเพื่อจุดประสงค์นี้คือเพื่อให้เส้นสนามแม่เหล็กกระจุกตัวอยู่ในวัสดุหลัก

ขนาดของแกนจะแตกต่างกันไปสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันโดยขึ้นอยู่กับกำลังของวัสดุหลักหรือระดับพลังงาน มีหลายขนาดมาตรฐานที่วางจำหน่ายนอกชั้นเพื่อตอบสนองความต้องการและยังมีขอบเขตในการปรับแต่งขนาดสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง 

ขนาดของขดลวดในอดีตขึ้นอยู่กับขนาดแกนและจำเป็นต้องเลือกให้เหมาะสม เอกสารข้อมูลทางเทคนิคที่จัดทำโดยผู้ผลิตมีประโยชน์สำหรับการตรวจสอบขนาดมาตรฐานของแกนแม่เหล็กและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง

แกนประกอบ

ชุดประกอบแกนทั้งหมดประกอบด้วยอดีตคอยล์แกนและฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้ง [1] โดยปกติแกนแม่เหล็กจะแบ่งออกเป็นสองซีก พวกเขามาเป็นคู่ที่ตรงกันซึ่งจำเป็นต้องประกอบและใช้เป็นคู่เท่านั้น 

เอกสารข้อมูลของผู้ผลิตจะให้ข้อมูลที่มีประโยชน์เกี่ยวกับความต้องการในการปั่นจักรยานตามอุณหภูมิและสารทำความสะอาดเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุด แกนเฟอร์ไรต์มักใช้กันมากที่สุดเนื่องจากมีความสามารถในการซึมผ่านได้สูงและมีตัวเลือกที่หลากหลายสำหรับระดับพลังงานและการใช้งาน 

ช่องว่างมาตรฐานที่ช่วยให้สามารถหาค่าความเหนี่ยวนำและขนาดเชิงกลมาตรฐานได้อย่างแม่นยำเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากเนื่องจากทำให้ตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับขดลวดในอดีตและฮาร์ดแวร์ในการประกอบ ความพร้อมใช้งานของรูปทรงแกนกลางที่ใช้กันทั่วไปเช่นแกนระนาบมาตรฐาน E และ I ช่วยอำนวยความสะดวกในการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว

ทางเลือกของส่วนประกอบ

การเลือกรูปทรงแกนเฟอร์ไรต์ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย แต่ละรูปร่างมีข้อได้เปรียบที่สำคัญบางอย่างจากการใช้งานในมือ [2] ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ไม่มีทางเลือกที่สมบูรณ์แบบและการตัดสินใจคือการประนีประนอมบัญชีสำหรับสิ่งที่ต้องมี นอกเหนือจากแกนแล้วการสั่งซื้ออุปกรณ์เสริมที่เกี่ยวข้องก็มีความสำคัญไม่แพ้กันเช่นตัวสร้างขดลวดและฮาร์ดแวร์สำหรับติดตั้ง [3]

อีกประการหนึ่งที่ควรคำนึงถึงในระหว่างการออกแบบและการใช้งานแกนแม่เหล็กคือด้านของช่องว่างอากาศ แกนที่มีช่องว่างอากาศมีประโยชน์สำหรับตัวเหนี่ยวนำและการใช้งาน ตัวแปรในประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความยาวช่องว่างอากาศ ในทางกลับกันแกนที่ไม่มีช่องว่างอากาศถูกนำมาใช้ในแอพพลิเคชั่นที่ใช้หม้อแปลง

ในบทความก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงรายละเอียดเกี่ยวกับการจำแนกมาตรฐานของวัสดุแม่เหล็ก ในแง่ของการเลือกใช้วัสดุตามการใช้งานเฉพาะในส่วนประกอบและลักษณะการทำงานที่สำคัญสามารถเปรียบเทียบวัสดุแม่เหล็กได้ดังตารางที่ 4 [XNUMX] การเปรียบเทียบเหล่านี้มีประโยชน์ในระหว่างขั้นตอนการคัดเลือกและสามารถอ้างอิงเอกสารข้อมูลเพื่อให้ได้ข้อมูลที่มีค่านี้สำหรับวัสดุแม่เหล็กอื่น ๆ ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา

วัสดุ	ฮาร์ดเฟอร์ไรต์ (HF)	อัลนิโค (AN)	SmCo (เซาท์แคโรไลนา)	เอ็นดีเฟบ (ND)
แรงยึดติด	ดี	กลาง	แข็งแรง	แข็งแกร่งมาก
อุณหภูมิในการทำงานสูงสุด (เป็นองศา C)	200	450	200	80
ความต้านทานการกัดกร่อน	ดีมาก	ดีมาก	ดี	แย่ที่สุด
การแปรรูป	เป็นไปไม่ได้	การเจียระไนหรือเจียรเพชร	เป็นไปไม่ได้	เป็นไปไม่ได้
ความสามารถในการล้างอำนาจแม่เหล็ก	ปานกลาง	สะดวกสบาย	ยากมาก	ยาก
ราคา	ต่ำ	จุดสูง	สูงมาก	ปานกลาง

ตารางที่ XNUMX: การเปรียบเทียบระหว่างวัสดุแม่เหล็กที่แตกต่างกัน

 

การใช้วัสดุแม่เหล็ก

วัสดุแม่เหล็กพบการใช้งานมากมายในชีวิตประจำวันของเราตั้งแต่การผลิตไฟฟ้าไปจนถึงการใช้ไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงมอเตอร์ไฟฟ้าหม้อแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในการชาร์จและจัดเก็บอุปกรณ์ในแง่มุมต่างๆของเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลรวมถึงฮาร์ดดิสก์และเทปเสียง พวกเขายังทำงานในโทรศัพท์เครื่องเล่นซีดีโทรทัศน์ลำโพงและเครื่องบันทึกวิดีโอ

รูปที่ 1: ตัวอย่างการใช้งานวัสดุแม่เหล็ก

 

ในแง่ของการจำแนกมาตรฐานของวัสดุแม่เหล็กวัสดุที่เป็นแม่เหล็กส่วนใหญ่จะใช้ในแม่เหล็กถาวรและแอพพลิเคชั่นจัดเก็บข้อมูล วัสดุเฟอร์ริแมกเนติกใช้ในการใช้ตัวเหนี่ยวนำหม้อแปลงและส่วนประกอบแม่เหล็กที่เกี่ยวข้อง 

วัสดุซุปเปอร์พาราแมกเนติกถูกนำมาใช้ในการสร้างเทปบันทึกเสียงสำหรับการใช้งานด้านเสียงและวิดีโอต่างๆ ตัวอย่างการใช้งานส่วนประกอบกับวัสดุแม่เหล็กแสดงในรูปที่ 1