Noyau d'anneau magnétique nanocristallin à base de 1K107 Fe- : propriétés et applications

Qu'est-ce qu'un noyau annulaire nanocristallin à base de 1K107 Fe- ?

Le 1K107 est un matériau magnétique doux nanocristallin à base de Fe-produit par solidification ultra-rapide d'un alliage Fe-Si-B-Nb-Cu en un ruban mince, généralement de 18-30 micromètres d'épaisseur, suivi d'un recuit contrôlé qui précipite des cristallites de fer à l'échelle nanométrique de 10 à 20 nm à l'intérieur d'un matériau amorphe. matrice. Le ruban est enroulé dans un noyau toroïdal (en anneau) et recuit dans un champ magnétique pour définir la forme de la boucle d'hystérésis. Le résultat est un noyau avec une perméabilité très élevée, une faible perte de noyau et une bonne stabilité en température, adapté aux composants magnétiques de précision et à haute fréquence. 1K107 est une désignation courante pour cette famille de matériaux ; les valeurs magnétiques exactes garanties sont indiquées dans la fiche technique du matériau et le certificat d'essai fourni avec chaque lot.

Caractéristiques magnétiques clés

Haute perméabilité :perméabilité initiale généralement de l'ordre de dizaines de milliers et jusqu'à environ 100 000 après un recuit optimisé, permettant aux concepteurs d'atteindre une inductance cible avec moins de spires et un noyau plus petit.

Faible perte de noyau :L'hystérésis et les pertes par courants de Foucault-sont faibles jusqu'à 100 kHz et au-delà, ce qui réduit la génération de chaleur et améliore l'efficacité des applications de mode de commutation-et de filtrage.

Densité de flux à saturation élevée :environ 1,2-1,25 T pour l'alliage nanocristallin - bien au-dessus de la ferrite (0,3-0,5 T) - permettant des noyaux compacts à des oscillations de flux modérées.

Stabilité de la température :les propriétés magnétiques restent stables d'environ -55 C à +130 C.

Cohérence:Un contrôle strict des lots-à-par lots rend le matériau adapté aux transformateurs de courant à rapport-précis.

Pourquoi une géométrie en anneau (toroïdal) ?

Un noyau toroïdal n'a pas d'entrefer, donc la perméabilité effective est égale à la perméabilité du matériau et le champ magnétique est confiné à l'intérieur de l'anneau. Cela donne un faible champ parasite et de faibles EMI rayonnés, c'est pourquoi les tores sont utilisés pour les selfs de mode commun-et les transformateurs de courant de haute-précision. Le chemin magnétique fermé maintient également l'inductance de fuite faible. Le compromis est que le bobinage doit être effectué avec une navette ou un noyau, de sorte que les tores sont moins pratiques que les noyaux divisés ou en forme de C - lorsque de nombreux tours ou de gros conducteurs sont nécessaires.

Applications

Transformateurs de courant pour la mesure, la protection et le contrôle, où une perméabilité élevée et une cohérence de matériau étroite offrent des classes de précision telles que 0,1 et 0,2S.

Inductances de mode commun-et de mode normal-pour le filtrage des interférences électromagnétiques (EMI) dans les alimentations électriques, les entraînements de moteur et les chargeurs de véhicules.

Transformateurs de puissance et inductances haute fréquence-dans les alimentations à découpage-, les onduleurs solaires, les onduleurs et les équipements de chauffage par induction.

Systèmes de recharge sans fil et capteurs magnétiques.

Réacteurs saturables et interrupteurs magnétiques.

Spécification et commande

Fournissez les dimensions du noyau (diamètre extérieur, diamètre intérieur et hauteur), l'inductance ou le nombre de tours requis, la fréquence de fonctionnement et la densité de flux, tout composant de polarisation CC, les exigences de revêtement (trempage époxy ou boîtier de protection) et la plage de température. Les noyaux sont fournis avec un certificat de test signalant les données de perméabilité, de perte de noyau et de B-H mesurées par la méthode de l'échantillon en anneau selon la norme CEI 60404-6 ; les qualités de matériaux suivent la norme CEI 60404-8-6 pour les bandes amorphes et nanocristallines.

Foire aux questions

Que signifie 1K107 ?

Il s'agit d'une désignation courante pour un alliage nanocristallin à base de Fe-. Différents fabricants publient des valeurs garanties légèrement différentes, vérifiez donc toujours la fiche technique du matériau et le certificat de test pour connaître les valeurs réelles de perméabilité, de saturation et de perte.

Pourquoi la perte de cœur est-elle si faible à haute fréquence ?

Trois facteurs se combinent : le ruban est très fin (18-30 micromètres), l'alliage a une résistivité électrique élevée et la structure des grains à l'échelle nanométrique réduit la perte par hystérésis. Ensemble, ils maintiennent les pertes par courants de Foucault et par hystérésis à un niveau faible jusqu'à environ 100 kHz.

Ces noyaux peuvent-ils être utilisés à 50/60 Hz ?

Oui, par exemple dans les transformateurs de courant. Pour les transformateurs de grande distribution à fréquence industrielle, l'acier amorphe ou au silicium est généralement plus économique ; Le nanocristallin est choisi là où la précision ou la haute fréquence sont importantes.

Qu’en est-il du biais DC ?

Les noyaux nanocristallins ne tolèrent qu'une petite composante CC avant saturation, puisque la densité de flux de saturation est d'environ 1,2 T. Pour une polarisation CC importante, utilisez un noyau espacé (coupé ou avec un espace distribué) ou une section transversale plus grande.

Quelle est la plage de température de fonctionnement ?

Généralement de -55 C à +130 C, pendant laquelle les propriétés magnétiques restent stables ; confirmer la plage exacte dans la fiche technique pour le grade choisi.

Comment les noyaux sont-ils testés ?

Par la méthode des échantillons en anneau selon la norme CEI 60404-6, qui mesure la perméabilité et la perte du noyau sur des échantillons toroïdaux sur la plage de fréquences d'intérêt ; les résultats sont rapportés dans le certificat de test du lot.