Núcleo de ferro nanocristalino 1K107 para eficiência do transformador

 

 

Núcleo de Ferro NanocristalinoPropriedades Físicas

 

Parâmetro Característico	Valor típico	Comparação com materiais tradicionais (por exemplo, aço silício 30Q130)
Indução Magnética de Saturação (Bs)	1.2-1.5 T	Ligeiramente inferior (aço silício: ~1,8T)
Permeabilidade Magnética Inicial (μi)	5×10⁴ - 2×10⁵ H/m	5-10 vezes maior (aço silício: ~3×10³-5×10³ H/m)
Perda de Ferro (P₀.₅/₅₀)	0,15-0,3 W/kg	60-80% menor (aço silício: ~1,0-1,5 W/kg)
Força Coercitiva (Hc)	0.5-2 A/m	80-90% menor (aço silício: ~10-20 A/m)
Temperatura Curie (Tc)	400-450 graus	Maior que ligas amorfas (~350 graus)
Faixa de temperatura operacional	-50 - 150 grau	Abrange a maioria dos cenários industriais

 

 

Núcleo de Ferro NanocristalinoAnálise de desempenho chave

 

As vantagens de desempenho do núcleo de ferro nanocristalino fazem dele um substituto para o aço silício tradicional e núcleos de ferro amorfo em cenários de média-alta frequência e baixa{1}}perda.

 

1. Principais vantagens de desempenho

 

(1) Perda de ferro extremamente baixa: competitividade central em cenários de média-alta frequência

A perda de ferro (incluindo perda por histerese e perda por correntes parasitas) é um indicador chave da eficiência energética do núcleo de ferro. A vantagem da perda de ferro do núcleo de ferro nanocristalino se reflete em:

 

Baixa perda de histerese: A estrutura nanocristalina tem baixa resistência ao movimento da parede do domínio, com uma força coercitiva (Hc) de apenas 1/10-1/20 da do aço silício. Como a perda por histerese é proporcional ao Hc, ela é significativamente reduzida.

 

Perda de corrente parasita controlável: A fita tem uma espessura fina (15-30μm) e uma resistividade mais alta (aproximadamente 1,3×10⁻⁶Ω·m) do que o aço silício (aproximadamente 0,45×10⁻⁶Ω·m), o que pode efetivamente suprimir correntes parasitas (a perda de corrente parasita é inversamente proporcional ao quadrado da espessura e resistividade da fita).

 

Valor do aplicativo: em fontes de alimentação de média-alta frequência (por exemplo, fontes de alimentação chaveadas acima de 50 kHz, carregamento de módulos de pilha), a perda de ferro do núcleo de ferro nanocristalino é de apenas 1/5-1/10 da do aço silício, o que pode melhorar muito a eficiência energética do equipamento e reduzir os requisitos de dissipação de calor.

 

(2) Alta permeabilidade magnética: aumentando a sensibilidade de detecção de sinal magnético fraco

A permeabilidade magnética inicial (μi) é um indicador da "condutividade magnética" do núcleo de ferro. O μi do núcleo de ferro nanocristalino pode atingir 5×10⁴-2×10⁵ H/m, muito superior ao do aço silício (3×10³-5×10³ H/m) e ligas amorfas (1×10⁴-3×10⁴ H/m):

 

Cenários Vantajosos: Em transformadores de corrente (TC), transformadores de tensão (VT) e sensores eletromagnéticos (por exemplo, dispositivos de corrente residual), a alta permeabilidade magnética permite que o núcleo de ferro sature rapidamente sob campos magnéticos fracos, melhorando a eficiência de conversão de sinal e a precisão da detecção (por exemplo, o tempo de resposta da proteção de corrente residual pode ser reduzido para menos de 10 ms).

 

(3) Excelente estabilidade: ampla faixa de temperatura e anti-envelhecimento

Boa estabilidade térmica: A estrutura nanocristalina possui grãos pequenos e uniformemente distribuídos. Após o recozimento, a estrutura reticular é estável, com uma temperatura Curie (400-450 graus) superior à das ligas amorfas (~350 graus). Dentro da faixa de temperatura operacional de -50-150 graus, a taxa de variação das propriedades magnéticas (por exemplo, permeabilidade magnética, perda de ferro) é inferior a 5%, muito melhor do que a dos núcleos de ferro amorfo (taxa de variação ~10-15%).

 

Forte propriedade anti-envelhecimento: As ligas amorfas podem sofrer degradação do desempenho magnético devido ao "relaxamento estrutural" durante o armazenamento-de longo prazo, enquanto os nanocristais têm uma estrutura estável após o recozimento, com atenuação de desempenho inferior a 3% durante o uso-de longo prazo (mais de 10 anos).

 

(4) Boas propriedades mecânicas e processabilidade

A resistência à tração das fitas nanocristalinas é de aproximadamente 1500MPa, 3 vezes maior que a do aço silício (~500MPa), tornando-as menos propensas a fragilidade e rachaduras;

 

Eles podem ser processados ​​em formatos anulares,{0}}em forma de C, retangulares e outros por meio de enrolamento, corte, ligação e outros processos, adaptando-se ao espaço de instalação de diferentes equipamentos (por exemplo, transformadores a bordo de novos veículos de energia usam principalmente núcleos anulares de ferro nanocristalino).