Защо сърцевината на релето на електромагнит с постоянен ток е направена от чисто желязо, докато сърцевината на електромагнит с променлив ток е направена от листове от силициева стомана?

При проектирането на електромагнитни устройства изборът на материал на сърцевината директно определя магнитните свойства, консумацията на енергия и повишаването на температурата. Независимо дали в системи с постоянен или променлив ток, загубата на енергия в магнитната верига произхожда основно от два вида: загуби от вихрови токове и загуби от хистерезис.

 

Следователно, при различни работни условия, изборът на материал за ядрото на електромагнита изисква систематичен анализ, като се има предвид честотата на промените в магнитното поле, вида на тока и изискванията за управление на топлината.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За електромагнитите с постоянен ток магнитното поле обикновено е стабилно или бавно променящо се магнитно поле с ниска скорост на промяна на потока, така че загубите от вихров ток и хистерезис са незначителни. При тези условия фокусът на дизайна се измества към характеристиките на пропускливост и магнитно насищане. Чистото желязо, поради своята висока пропускливост и ниска коерцитивност, може бързо да създаде и освободи магнитни полета, което го прави идеален избор за материал и широко използван в ядра от чисто желязо и различни прецизни задвижващи структури. Освен това чистото желязо притежава отлични характеристики на магнитен отговор, което го прави основен материал за високо-чувствителни електромагнитни задвижващи механизми (като релета).

 

Обратно, магнитното поле на електромагнит с променлив ток е във високо-променливо състояние на честота. Непрекъснатата промяна в магнитния поток генерира значителни вериги на вихрови токове в сърцевината, което води до допълнителна загуба на топлина. Междувременно загубите от хистерезис също нарастват значително с увеличаване на честотата. За да се намалят загубите, обикновено се използва ламинатна структура от силициев стоманен лист с високо-съпротивление, разделяща сърцевината на множество изолационни листове за ефективно потискане на пътищата на вихрови токове. Този тип структура е често срещана в релейни стоманени сърцевини или AC-задвижвани магнитни компоненти и е стандартно решение за намаляване на загубите в областта на електротехниката.

 

При действителната работа на електромагнитите с постоянен ток, дори при теоретично ниски загуби, сърцевината все още може да претърпи нагряване. Този проблем произтича главно от загубите на мед в намотките на проводника, които се провеждат към сърцевината, както и от допълнителните загуби от вихрови токове, които постепенно се появяват при работа с висока-честота или условия на импулсно задвижване. Особено при приложения с високо{3}}честотно превключване, като структури с желязна сърцевина на реле, проблемът с натрупването на топлина е по-изявен. Следователно нагряването на сърцевината е свързано не само с материалите, но и тясно свързано с цялостния дизайн на електромагнитната система.

 

За да се отговори на основния проблем с отоплението на електромагнитите с постоянен ток, инженерството обикновено включва оптимизация от множество измерения. Първо, загубите на мед се намаляват чрез оптимизиране на дизайна на бобината (намаляване на плътността на тока и оптимизиране на разпределението на завоите). Второ, пътищата на разсейване на топлината се подобряват чрез структурен дизайн, като например увеличаване на площта на разсейване на топлината или използване на структурни материали с по-добра топлопроводимост. Освен това могат да бъдат въведени спомагателни магнитни вериги с постоянен магнит, за да се намалят изискванията за възбуждащ ток. В някои-приложения от висок клас, като сърцевината за електромагнитно реле, термичната стабилност е допълнително подобрена чрез композитни материали или повърхностни обработки.

 

Що се отнася до самото чисто желязо, неговото производство и избор на материал също имат строги изисквания. Като типичен мек магнитен материал, чистото желязо трябва да притежава висока чистота (нисък въглерод, ниско съдържание на примеси), еднаква микроструктура и добра обработваемост. Често използваните материали включват индустриално чисто желязо или материали от серия DT4, като DT4C Iron Core е типичен пример. Тези материали се характеризират с висока пропускливост, ниски загуби и тясна верига на хистерезис, което ги прави подходящи за релета с висока-производителност и прецизни електромагнитни системи. Освен това по време на производството процеси като студено коване могат значително да подобрят плътността на материала и механичната якост. Например, в процеса на студено коване DT4C Relay Iron Core, той ефективно подобрява последователността на магнитните свойства и точността на размерите.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Освен това контролът на напрежението и отгряването са от решаващо значение по време на обработката на сърцевини от чисто желязо. Работното втвърдяване значително намалява магнитните свойства; отгряването е необходимо след щамповане или студено коване за възстановяване на магнитната пропускливост. Това е особено критично при високо-прецизни структурни компоненти, като миниатюрни магнитни компоненти като Core Pins или Relay Pins, където стабилността на производителността пряко влияе върху цялостната скорост на реакция и надеждността на устройството.

 

От гледна точка на приложението меките магнитни материали от чисто желязо се използват широко в релета, електромагнитни вентили и промишлено контролно оборудване. Особено в сценарии, изискващи висока реакция, сърцевините от меко магнитно желязо за релета и релейните сърцевини от чисто желязо се превърнаха в масов избор поради техните отлични свойства за намагнитване и демагнетизиране. Едновременно с това, в системите за промишлена автоматизация, продукти като Iron Cores за промишлени контролни релета поставят още по-високи изисквания към консистенцията на материала и стабилността на партидата.

 

 

С непрекъснатата тенденция към по-високи честоти, по-висока ефективност и по-висока надеждност в електромагнитните системи, значението на основните материали и производствените процеси става все по-видно. От основнияЕлектрически ядра от чисто желязокъм високо{0}}прецизните релейни ядра за студено коване, различните приложения поставят различни изисквания към характеристиките на материала. За областта на релетата и електромагнитните задвижващи механизми ние предлагаме набор от меки магнитни железни сърцевини за релета и персонализирани решения, обхващащи пълни производствени възможности от избор на материал и студено коване до оптимизиране на топлинна обработка, отговаряйки на строгите изисквания за производителност и надеждност на електромагнитни компоненти от висок-клас.