Các thành phần từ tính đã được sử dụng trong một số thiết bị điện tử công suất trong nhiều thập kỷ. Chúng được sử dụng trong một loạt các ứng dụng. Để thực hiện các thành phần từ tính được thiết kế, điều cần thiết là phải có hiểu biết tốt về vật liệu từ tính và các mối quan hệ liên quan. công nghệ.
Trong bài trước, chúng ta đã tìm hiểu về các khía cạnh cơ bản của vật liệu từ tính bao gồm phân loại, vật liệu cốt lõi và hình dạng của chúng. Đọc tiếp để tìm hiểu thêm về các kích thước lõi khác nhau, cách lắp ráp lõi, lựa chọn các thành phần và ứng dụng của vật liệu từ tính.
Kích thước lõi
Lõi từ tính là một thiết kế cụ thể của vật liệu từ tính ở một hình dạng cụ thể có tính từ thẩm cao. Nó được sử dụng để hạn chế và dẫn hướng từ trường trong các thiết bị điện, cơ điện và từ trường.
Lõi thường được làm bằng vật liệu sắt từ như sắt hoặc bằng các hợp chất sắt từ như sắt. Ý tưởng đằng sau việc sử dụng vật liệu có tính thẩm thấu cao cho mục đích này là có thể có các đường sức từ tập trung trong vật liệu lõi.
Kích thước của lõi thay đổi cho các ứng dụng khác nhau dựa trên sức mạnh hoặc mức năng lượng của vật liệu lõi. Có một số kích thước tiêu chuẩn có sẵn để đáp ứng nhu cầu và cũng có phạm vi tùy chỉnh kích thước cho các ứng dụng chuyên biệt.
Kích thước của cuộn dây trước đây phụ thuộc vào kích thước lõi và cần được chọn cho phù hợp. Các bảng dữ liệu do nhà sản xuất cung cấp rất hữu ích cho việc xem xét các kích thước tiêu chuẩn của lõi từ và các thành phần liên quan khác.
Hội đồng cốt lõi
Toàn bộ cấu trúc lõi bao gồm nguyên là cuộn dây, lõi và phần cứng gắn kết [1]. Thông thường, lõi từ được chia thành hai nửa. Chúng đến như một cặp phù hợp cần được lắp ráp và chỉ được sử dụng như một cặp.
Bảng dữ liệu của nhà sản xuất cung cấp thông tin có giá trị liên quan đến nhu cầu chu kỳ nhiệt độ và chất làm sạch để tạo điều kiện cho hiệu suất tối ưu. Lõi Ferrite được sử dụng phổ biến nhất do tính thấm cao và nhiều lựa chọn có thể truy cập cho các mức công suất và ứng dụng khác nhau.
Gầm tiêu chuẩn cho phép các giá trị chính xác của điện cảm và kích thước cơ học tiêu chuẩn là một lợi thế lớn vì chúng cho phép các tùy chọn phù hợp cho phần cứng lắp ráp và trước đây. Sự sẵn có của đầy đủ các hình dạng lõi thường được sử dụng như lõi phẳng tiêu chuẩn E và I giúp tạo mẫu nhanh chóng.
Lựa chọn các thành phần
Việc lựa chọn hình dạng lõi ferit phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Mỗi hình dạng có một số ưu điểm chính so với hình dạng khác dựa trên ứng dụng hiện có [2]. Trong hầu hết các tình huống, không có sự lựa chọn hoàn hảo nào và quyết định là sự cân bằng thỏa hiệp cho những điều cần phải có. Cùng với các lõi, điều quan trọng không kém là đặt hàng các phụ kiện liên quan cho cùng một loại như cuộn dây và phần cứng gắn kết [3].
Một khía cạnh khác cần lưu ý trong quá trình thiết kế và thực hiện lõi từ là khía cạnh của khe hở không khí. Lõi có khe hở không khí rất hữu ích cho cuộn cảm và các ứng dụng của chúng. Các biến thể trong loại này dựa trên sự khác biệt về độ dài khe hở không khí. Mặt khác, lõi không có khe hở không khí được sử dụng trong các ứng dụng dựa trên máy biến áp.
Trong bài trước, chúng ta đã thảo luận các chi tiết liên quan đến phân loại tiêu chuẩn của vật liệu từ tính. Về sự lựa chọn vật liệu dựa trên các ứng dụng cụ thể trong các thành phần và các đặc tính hiệu suất chính, vật liệu từ tính có thể được so sánh như trong Bảng I [4]. Những so sánh này rất hữu ích trong quá trình lựa chọn và các bảng dữ liệu có thể được tham khảo để thu được thông tin có giá trị này cho các vật liệu từ tính khác đang được xem xét.
| Vật chất | Ferit cứng (HF) | AlNiCo (AN) | SmCo (SC) | NdFeB (ND) |
| Lực kết dính | tốt | Trung bình | Mạnh | Rất mạnh |
| Nhiệt độ làm việc tối đa (tính bằng độ C) | 200 | 450 | 200 | 80 |
| Chống ăn mòn | Rất tốt | Rất tốt | tốt | Tệ |
| Machinability | Không thể | Cắt hoặc mài kim cương | Không thể | Không thể |
| Khả năng khử từ | Trung bình | Dễ dàng |
Cực kỳ khó | Khó khăn |
| Giá cả | Thấp | Cao | Rất cao |
Trung bình |
Bảng I: So sánh giữa các vật liệu từ tính khác nhau
Các ứng dụng của vật liệu từ tính
Vật liệu từ tính có vô số ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, từ phát điện đến sử dụng điện. Chúng bao gồm động cơ điện, máy biến áp và máy phát điện. Chúng cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc sạc và lưu trữ thiết bị trong nhiều khía cạnh khác nhau của công nghệ lưu trữ dữ liệu, bao gồm cả đĩa cứng và băng cassette âm thanh. Chúng cũng được sử dụng trong điện thoại, đầu đĩa CD, tivi, loa phóng thanh và máy ghi video.
Hình 1: Các ứng dụng mẫu của vật liệu từ tính
Về phân loại tiêu chuẩn của vật liệu từ, vật liệu sắt từ hầu hết được sử dụng trong nam châm vĩnh cửu và các ứng dụng lưu trữ dữ liệu. Vật liệu từ tính được sử dụng trong việc chế tạo cuộn cảm, máy biến áp và các thành phần từ tính liên quan.
Vật liệu siêu thuận từ được sử dụng để tạo băng ghi âm cho nhiều ứng dụng âm thanh và video. Một số ví dụ về ứng dụng của các bộ phận bằng vật liệu từ tính được trình bày trên Hình 1.