Vastupidav toroidne raudsüdamik elektritrafo täiustatud jõudluse tagamiseks

Toroidaalse rauasüdamiku tootekirjeldus

---

 

 

Toroidse raudsüdamiku omadused

Kõrge magnetahela efektiivsus: Toroidaalne struktuur loob täielikult suletud magnetahela, mis ei sisalda traditsioonilistes lamineeritud südamikus esinevaid õmblusi ega õhupilusid. Magnetväli võib liikuda sujuvalt piki toroidi, mille tulemuseks on palju väiksem magnettakistus kui mitte-toroidaalsetes tuumades (nt riba-kujuline, U-kujuline). See minimeerib magnetilise energia lekke ja parandab magnetahela efektiivsust 10–30%.

 

Madal energiakadu: Suletud magnetahel vähendab magnettakistuse äkilistest muutustest põhjustatud hüstereesikadu. Kombineerituna väikese-kaoga magnetiliste materjalidega (nagu räniteras või amorfsed sulamid), on üldine energiakadu (eriti ilma -koormuskadudeta) oluliselt väiksem kui mitte-toroidsetel südamikel, mis vastab kõrgetele-efektiivsuse ja{5}energiasäästu nõuetele.

 

Tugev tööstabiilsus: toroidaalsel struktuuril on hea mehaaniline tasakaal, mis põhjustab vahelduvate magnetväljade all väikese vibratsiooni amplituudi ja madala töömüra (5-15 dB madalam kui traditsioonilistel lamineeritud südamikel). Lisaks on selle magnetilised omadused jaotunud ühtlaselt, vältides lokaalset magnetilist küllastumist ja tagades seadmete pikaajalise stabiilse töö.

 

Peamised materjalide klassifikatsioonid ja kohaldatavad stsenaariumid

Toroidse raudsüdamiku jõudluse ja rakenduse määrab peamiselt selle alusmaterjal. Ühised klassifikatsioonid ja nende rakendused on järgmised:

 

Pehme rauast toroidaalne südamik:

Valmistatud puhtast rauast või vähese{0}}süsinikusisaldusega pehmest rauast. Sellel on kõrge magnetiline läbilaskvus ja madal hind, kuid suhteliselt suur -sageduskadu. See sobib madala sagedusega-stsenaariumide jaoks (nt võimsus-sagedustrafod, väikesed induktiivpoolid).

 

Ränist terasest toroidaalne südamik:

Valmistatud räni-madala süsinikusisaldusega-terasest (orienteeritud-terasest või mitte-tera-orienteeritud räniterasest. Sellel on väike rauakadu ja stabiilsed magnetilised omadused, mistõttu on see peamine valik keskmise-kuni-madala sagedusega väljade jaoks (nt jaotustrafod, kodumasinate mootorite raudsüdamikud).

 

Amorfse/nanokristallilise sulami toroidne südamik:

Valmistatud amorfsetest sulamitest (nt raua-räni-boorisulamitest) või nanokristallilistest sulamitest. Sellel on ülimalt-väike kadu ja kõrge küllastusmagnetvoo tihedus, mis sobib kõrge-sagedusega ja suure-tõhususega stsenaariumide jaoks (nt uus energia-plaaditrafodele, kõrge{11}}sageduslikud induktiivpoolid).

 

Tüüpilised tootmisprotsessid

Toroidaalsete raudsüdamike tootmine peab vastama materjali omadustele kahe põhiprotsessiga:

 

• Kerimisprotsess: Pidevad magnetilise materjali ribad (nt räniterasribad, amorfse sulami ribad) keritakse spetsiaalse varustuse abil toroidaalseks kujuks, millele järgneb lõõmutamine (sisepinge kõrvaldamiseks) ja kõvenemine lõplikuks vormimiseks. Selle protsessi käigus saadakse optimaalsete magnetiliste omadustega õmblusteta südamikud, mis sobivad väikese kadu nõudvate stsenaariumide jaoks (nt suure{5}tõhususega trafod).

 

• Lamineerimisprotsess: Magnetmaterjalid lõigatakse lehviku-- või kaarekujulisteks-juppideks, mis seejärel lamineeritakse ja liidetakse toroidaalseks kujuks, millele järgneb kinnitamine ja lõõmutamine. See protsess pakub suurt paindlikkust, võimaldades toota suuri-mõõtmelisi või erikujulisi toroidsüdamikke. Selle tulemuseks on aga väike arv õmblusi, mis põhjustab kerimisprotsessiga võrreldes veidi halvemaid magnetilisi omadusi.

 

Tuumade erinevused traditsioonilistest lamineeritud südamikest

Võrreldes laialdaselt kasutatavate ristkülikukujuliste lamineeritud südamikega, keskenduvad toroidaalsete südamike eelised magnetahelatele ja energiatarbimisele, kusjuures konkreetsed võrdlused on järgmised:

 

Magnetahel ja kaotus: Toroidaalsetel südamikel on suletud magnetahel ja puuduvad õmblused, mille tulemuseks on madal magnettakistus ja väike kadu. Lamineeritud südamikel on mitu õmblust ja õhupilu, mis põhjustab rohkem magnetenergia leket ja suuremat kadu.

 

Suurus ja kaal: Sama võimsuse korral on toroidsüdamike magnetahela efektiivsus suurem, mis võimaldab 20–40% suurust ja 15–30% kaalu vähendada. See vastab paremini seadmete miniatuursuse nõudlusele.

 

Müra ja kulud: Toroidaalsetel südamikel on väike vibratsioon ja madal müratase. Kuid nende tootmisprotsess on keeruline (eriti mähisprotsess), mis toob kaasa 10–50% kõrgemad kulud kui tavalised lamineeritud südamikud.

rõngasüdamiku spetsifikatsioon

Magnetsüdamiku suurus (mm)			Kaitsekarbi suurus (mm)			Efektiivne{0}}ristlõikepindala Ae (mm2)		Magnettee pikkus Ie (mm)		Maksimaalne DC liigvoolu klass (A)
id	od	ht	ID	OD	HT
14	19	6.5	12	22	8	11.86		51.81		20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68		52.29		40
16	21	10	15	24	12.3	24.85		57.41		60
16	23	8	15	24	9.7	20.44		61.23		60
16	23	10	15	24	12.3	34.62		59.92		60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86		60.59		60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56		60.67		60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89		61.34		60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78		60.38		70
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78		60.89		70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97		64.56		70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39		65.32		80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42		62.31		80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32		69.56		80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29		70.32		90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76		73.88		90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91		78.75		90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65		77.19		100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54		78.32		100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39		77.45		100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32		79.89		120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58		73.43		120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56		74.56		120