Alta-Eficiência e Baixa{1}}perda Núcleo de ferro amorfo para transformadores

O que é um núcleo de ferro amorfo?

Um núcleo de ferro amorfo é um componente magnético macio feito de metal amorfo, um vidro metálico produzido pelo resfriamento de uma liga fundida tão rápido que nenhuma estrutura cristalina pode se formar. O metal fundido é fundido em uma roda giratória de cobre e solidifica em fita a uma taxa de resfriamento de cerca de um milhão de graus Celsius por segundo. Como o arranjo atômico é aleatório e não cristalino, não há limites de grão para fixar as paredes do domínio, o que confere ao material um excelente comportamento magnético suave.

Características dos núcleos de liga amorfa

Solidificação rápida: a fita é produzida a uma taxa de resfriamento de cerca de 1.000.000 graus por segundo.

Estrutura não{0}}cristalina: a ausência de limites de grãos elimina a anisotropia magnética e melhora a resposta magnética suave.

Alta permeabilidade: o material concentra o fluxo magnético de forma eficiente e reduz a corrente de magnetização.

Baixa perda no núcleo: as perdas são significativamente menores que as do aço silício convencional, reduzindo a geração de calor e aumentando a eficiência.

Densidade de fluxo de alta saturação: núcleos amorfos operam com densidade de fluxo mais alta do que núcleos de ferrite, permitindo projetos menores e mais leves.

Comparação com Aço Silício e Ferrite

Para transformadores de distribuição, os núcleos amorfos reduzem a-perda sem carga em aproximadamente 60% a 80% em comparação com núcleos convencionais de aço silício da mesma classificação, e é por isso que os operadores de rede os adotam em programas de-redução de perdas.

Aplicativos

Transformadores de potência: transformadores de distribuição menores, mais leves e com maior{0}}eficiência energética.

Eletrônica de potência: transformadores de alta-potência média- e alta-frequência e fontes chaveadas.

Indutores: bobinas de modo-comum, indutores de reforço PFC e reatores de filtro.

Outros componentes: peças de supressão EMI, amplificadores magnéticos e transformadores de pulso.

Considerações de projeto

A fita amorfa é muito fina, normalmente de 20 a 30 µm, e dura, o que aumenta a dificuldade de perfuração e reduz o fator de empilhamento que deve ser levado em consideração. O material também é magnetostritivo, portanto os núcleos devem ser fixados e recozidos adequadamente para limitar o ruído audível. Quando um transformador com núcleo amorfo é projetado, a corrente sem{4}}carga, a corrente de inrush e o ruído devem ser verificados com o lote real do núcleo, porque pequenas variações no recozimento afetam os valores de perda. A GNEE Electric fornece núcleos de anel amorfo, núcleos C- e núcleos de transformadores de distribuição com dados de perdas medidas, testados de acordo com GB/T 19346.1 e IEC 60404-6.

Perguntas frequentes

1. Como é produzida a fita amorfa?

A liga fundida é ejetada em uma roda de cobre que gira rapidamente e solidifica a cerca de um milhão de graus Celsius por segundo em uma fita de 20 a 30 µm de espessura, sem formar uma estrutura cristalina.

2. Por que a perda do núcleo amorfo é muito menor do que a do aço silício?

A estrutura atômica aleatória elimina os limites dos grãos e reduz a energia necessária para mover as paredes do domínio magnético, enquanto a fita fina suprime as correntes parasitas. Ambos os efeitos reduzem a histerese e as perdas por correntes parasitas.-.

3. Os núcleos amorfos podem substituir os núcleos de ferrite em alta frequência?

Em muitos-projetos de alta potência, sim, porque o material amorfo oferece maior densidade de fluxo de saturação e permeabilidade. A ferrita ainda vence em frequências muito altas, onde sua perda de correntes parasitas extremamente baixa-e seu baixo custo são mais importantes.

4. Qual é a espessura típica de uma fita amorfa?

A espessura padrão da fita é de cerca de 20 a 30 µm, aproximadamente um{2}}terço do diâmetro de um fio de cabelo humano.

5. Quais padrões se aplicam aos testes de núcleo amorfo?

As medições de perda e permeabilidade seguem GB/T 19346.1 e IEC 60404-6; os requisitos de aplicação do transformador seguem a série IEC 60076.