Общеизвестно, что преподавание по магнитным материалам и возможностям их применения носит в высших учебных заведениях ограниченный характер. Инженеры, работающие с проектами, в которых требуются знания в данной области, часто встречаются с вопросами о научной природе магнитных материалов и о доступных для использования геометриях этих материалов. Специалисты Magnetics скомпоновали наиболее часто встречающиеся вопросы для удобства поиска ответов на эти вопросы теми, кому это требуется.

1. Общие сведения
2. Возможности применения
3. Сборка
4. Порошковые сердечники
5. Ферриты

Мы надеемся, что приводимые здесь ответы будут полезны в углублении Ваших знаний по магнитным материалам.

Общие сведения

Как выполняется тест на A_L? Почему важным считается тестирование при 5 гауссах?

Индуктивность измеряется в мостовой схеме с переменным напряжением и переменной частотой. Магнитная индукция должна составлять менее 10 гаусс. Сердечники должны быть правильно установлены по окружности измерительной катушки или (в случае тороидальных сердечников) иметь обмотку с правильно выбранным количеством витков.

Тестирование при слабой магнитной индукции имеет большое значение. Характеристики магнитного материала существенно изменяются при повышенных уровнях возбуждающего сигнала. Поскольку режимы применения различаются между собой, изготовителям необходимо обеспечивать нормализацию характеристик при низких уровнях возбуждения для того, чтобы обеспечить нужную степень совместимости по магнитным свойствам и корректность сравнения вариантов цен и условий поставок.

Почему большое значение для тороидального сердечника имеет угловой радиус?

Радиус является важным показателем для тороидальных сердечников, поскольку наличие у сердечника острых кромок может привести к истиранию изоляции проводов во время интенсивной намотки. Компания Magnetics принимает специальные меры для обеспечения того, чтобы тороидальные сердечники имели некоторый радиус. Штампы для тороидальных ферритовых сердечников изготавливаются с встроенным радиусом, и сердечники зачищаются для удаления острых кромок. Порошковые сердечники имеют радиус на одной стороне (стороне инструмента), а другая сторона очищается от заусенцев. Кроме того, на многие сердечники наносится краска или другое покрытие с целью обеспечить не только более плавные радиусы углов, но и более ровные поверхности намотки. Как и в случае ферритов, покрытие обеспечивает дополнительное кромочное перекрытие.

Почему задается значение A_L для ферритовых и порошковых сердечников, но не для ленточных сердечников?

Сердечники с ленточной намоткой используются обычно в трансформаторах или в приложениях с прямоугольной петлей гистерезиса, в которых AL не является критичным показателем. Требуемыми характеристиками являются высокая магнитная индукция, низкие потери в сердечнике и в некоторых случаях высокая степень прямоугольности петли гистерезиса в координатах B-H. В таких материалах с прямоугольной петлей гистерезиса B-H, которые используются в сердечниках с ленточной намоткой, магнитная проницаемость изменяется в широких пределах по мере прохождения вдоль петли; устойчивое и повторяющееся измерение индуктивности не представляется возможным. В материалах с округлой петлей гистерезиса в координатах B-H (например, в ферритах и в порошковых сердечниках) магнитная проницаемость меняется вдоль петли существенно меньше. A_L является оценочной мерой магнитной проницаемости при низких уровнях возбуждения, при которых проницаемость является относительно стабильной в материалах с округлой петлей гистерезиса.

Как можно обеспечить повышенную жесткость допусков на размеры сердечников?

Во время операции спекания происходит усадка ферритовых элементов до их конечного размера. Различия в свойствах материалов и в технологиях обработки приводит к разбросу величины этой линейной усадки, который может составлять от 10% до 20% размеров, получаемых при штамповке. Результирующее изменение размеров, получаемых при насыщении сердечника, приводит к конечным допускам, равным примерно 1-4%. По некоторым габаритам выдерживание более строгих допусков не представляется возможным. Однако для габаритов, по которым возможна механическая обработка после насыщения сердечника, возможно задание более строгих допусков. Порошковые сердечники обычно имеют габариты, выдерживаемые с оптимально возможными допусками, хотя возможно включение заказных габаритов в специальные разделы спецификаций.

Какова оптимальная форма сердечника?

"Оптимальной форма" не существует. Выбор формы зависит от варианта применения, ограничений по пространству размещения, по температурному режиму, от возможностей намотки и от ряда других факторов; из этого следует, что в каждом конкретном случае необходимо искать нужный компромисс.

Почему задаются широкие пределы допусков на A_L для ферритовых сердечников и узкие пределы для порошковых сердечников?

Ферриты чувствительны к химическим воздействиям и к условиям в обжиговой печи. Сердечники, обжигаемые в печи, имеют широкие допуски на индуктивность, но при механической обработке воздушного зазора в сердечнике обеспечивается жесткий допуск на A_L. Управление технологическим процессом при производстве ферритов приводит к разбросам значений индуктивности от ±20% до ±30% (без 100-процентного отбора) в случае сердечников без зазоров. Управление технологическим процессом при производстве порошковых сердечников позволяет получить индуктивность с разбросом допусков ±8% до ±15%.

Можно ли ужесточить допуски на электрические характеристики в тороидальных сердечниках?

Хотя для промышленной партии тороидальных сердечников допускается широкий диапазон допусков, сердечники могут быть рассортированы по сериям с более жесткими допусками на величину индуктивности. Порошковые сердечник имеют допуск не более ±15%. Сердечники MPP и High Flux сортируются на партии с допуском 2%. С учетом ограниченных возможностей используемого оборудования, такие допуски не представляются возможными для любых размеров и любых значений проницаемости. За конкретной информацией и данных о стоимости обращайтесь в Magnetics.

Доступны ли париленовые покрытия для тороидальных сердечников?

Парилен C® представляет собой покрытие, наносимое осаждением в вакууме и обеспечивающее высокую устойчивость к воздействию влаги и органических растворителей. По электрическим характеристикам данное покрытие превосходит покрытия других типов. Поскольку данный вид покрытия является дорогостоящим, экономически приемлемый для него диапазон размеров ограничивается наружным диаметром не более 14 мм.

В чем разница между магнитомягкими сердечниками и магнитами?

Постоянные магниты считаются магнитотвердыми материалами, поскольку непрерывно сохраняют свои магнитные свойства, что является результатом отлаженного технологического процесса. Сердечники считаются магнитомягкими материалами, поскольку они получают магнитное смещение только в состоянии, когда на них намотан токонесущий провод. Твердые магниты имеют фиксированное возбуждение в одной точке кривой с координатами B-H (петли гистерезиса). Мягкие магнитные материалы могут получать циклическое возбуждение на различных участках их кривых B-H, что делает их пригодными для использования в трансформаторах и катушках индуктивности.

Какие параметры сердечника эффективны на практике?

Магнитные сердечники (в особенности ферриты) поставляются с широким разнообразием геометрий. Чтобы иметь возможность применения множества формул, используемых для расчета конструкций, вычисляются физические параметры сердечника с целью свести к минимуму влияние геометрических факторов. Этими параметрами являются длина пути магнитного потока, эффективная площадь и эффективный объем.

Как Magnetics измеряет изоляцию покрытия тороидального сердечника и обеспечивает гарантии по электрическому пробою?

Изоляция чистового покрытия сердечников в тороидах измеряется на электрический пробой путем вставки сердечника между двумя градуированными проволочными сетчатыми подкладками. Усилие регулируется таким образом, чтобы получить равномерное давление, равное 10 фунтам на кв. дюйм (psi) и имитирующее давление обмотки. Данный тест проводится с подачей напряжения постоянного тока или напряжения переменного тока 60 Гц (ср. кв.). Сведения по конкретным покрытиям и их гарантированной устойчивости к электрическому пробою содержатся в каталоге на тороидальные сердечники. Следует иметь в виду, что фактически используемые обмотки (в особенности из тяжелой проволоки) могут вызывать механические напряжения, которые не создаются в стандартных тестах на электрический пробой; подобные перегрузки по механическому напряжению могут привести к пробоям при электрических напряжениях ниже ожидаемых. С другой стороны, обмоточный провод магнита изолирован – в отличие от градуированных сетчатых проволочных подкладок.

Какой материал наиболее подходит для использования?

Универсальный ответ на данный вопрос не представляется возможным, поскольку выбор материала зависит от варианта применения и частоты использования. Выбор любого варианта подразумевает ряд компромиссов. Например, некоторые материалы способны минимизировать рост тепловыделений, но являются дорогостоящими. Если же допускается повышенный уровень тепловыделений, для работы может быть выбран компонент большего размера или меньшей стоимости. Выбор оптимального материала в первую очередь зависит от того, насколько это связано с применением материала в трансформаторе или катушке индуктивности. В этом аспекте большое значение имеют рабочая частота и стоимость. Различные материалы имеют оптимальные характеристики в различающихся между собой частотных диапазонах, диапазонах рабочих температур и при различных значениях магнитной индукции. После ограничения области выбора сердечника до нескольких конкретных типов целесообразно опробовать различные образцы, соответствующие требованиям, и только после этого сделать окончательный выбор. Дополнительные сведения см. в материалах MAGNETICS – Полный каталог изделий, Магнитные сердечники для переключаемых источников питания, Руководство по выбору ферритового материала.

Как осуществляется размагничивание сердечника?

На сердечник подается возбуждение на частоте 60 Гц (с попеременным насыщением в положительном и отрицательном направлениях); далее уровень возбуждения постепенно снижается в течение нескольких циклов, пока не спадает до нуля. Это действие приводит к уменьшению значения в точке остаточной намагниченности до исходного значения.

Что происходит с сердечником при переходе через температуру Кюри?

Температура Кюри представляет собой температуру, при которой материал теряет все свои магнитные свойства. При переходе через температуру Кюри сердечник теряет все свойства, являющиеся полезными в цепи, в которую он включен. Многие сердечники имеют изолированное покрытие, которое разрушается задолго до перехода температуры через точку Кюри (ограничения на температуру покрытий указаны в справочных материалах по проектированию Magnetics).

В сердечниках со стержневой обмоткой возможно перманентное изменение их магнитных характеристик при воздействии на них температуры Кюри. Стандартные сердечники со стержневой обмоткой и порошковые сердечники обычно имеют столь высокие значения температуры Кюри (> 450°С), что материалы могут быть повреждены окислением при температурах существенно ниже температуры Кюри. С другой стороны, марганцово-цинковые ферриты не подвержены этим повреждениям (кроме изолированных покрытий этих ферритов). Это связано с низкими значениями температуры Кюри (120°C – 300°C) ферритов. Превышение этих температур является обычно недостаточно высоким для того, чтобы разрушить структуру керамического материала. Как правило, магнитные свойства сердечника восстанавливаются при понижении температуры до значений ниже температуры Кюри при условии, что материал не разрушается окислением и не находится под воздействием высоких температур в течение длительного времени.

Какова максимально допустимая частота, на которой можно работать с магнитным материалом?

В первую очередь, это зависит от типа материала. Ленточные сердечники (Strip wound cores) обычно имеют максимальную используемую частоту ниже максимально допустимой частоты ферритов, поскольку обладают более низким удельным сопротивлением, что приводит к сильным вихревым токам и к повышенным потерям в сердечнике. Чем тоньше материал ленты, тем выше максимальная используемая частота. С другой стороны, потери в сердечнике зависят от плотности рабочего потока в используемой конструкции; то есть, при снижении плотности рабочего потока можно повысить рабочую частоту. При работе с порошковыми магнитными материалами показателем, ограничивающим уровень возбуждения, зачастую является не магнитная индукция насыщения (Bsat) материала, а максимально допустимые потери на определенной рабочей частоте. Соотношения между потерями в сердечнике, частотой и магнитной индукцией рассматриваются в справочных материалах по проектированию Magnetics.

Какова относительная стоимость различных магнитных материалов?

Основная составляющая стоимости соотносится с базовой стоимостью сырья. Магнитные материалы, содержащие высокий процент никеля или кобальта, являются более дорогостоящими по сравнению с материалами, первичной компонентой которых является железо. Между двумя этими границами находится большое количество композиционных материалов, существенно различающихся по составу композиций и по геометрическим характеристикам. Стоимость материала имеет для сердечников с крупными габаритами большее значение, чем для сердечников малого размера. Относительную стоимость можно сравнить следующим образом:

В порошковых сердечниках относительная стоимость для железного порошка, от x-3x:
Kool Mμ® — от 4x-5x
High Flux — примерно 10x
MPP —примерно 12x

В ферритах, материалах F, L, P, R и J – примерный эквивалент (y)
Материал W — 1,25-1,75 y

Стоимость феррита в зависимости от геометрии: Тороидальные сердечники — наименьшая стоимость, E-сердечники — средняя стоимость, сердечники других форм — наибольшая стоимость

Зачем создается воздушный зазор в сердечниках?

Введение воздушного зазора в сердечник вызывает "наклон", или "сдвиг" петли гистерезиса в координатах B-H таким образом, что обеспечивается возможность использования сердечника при повышенных уровнях H. Это полезно во многих приложениях (например, в катушках индуктивности при необходимости задержки насыщения катушки). Дополнительная польза от воздушных зазоров состоит в том, что они позволяют эффективнее управлять индуктивностью.

Что такое магнитострикция?

Когда магнитный материал намагничивается, происходит небольшое изменение габаритов. Относительное изменение составляет примерно несколько частиц на миллион, и это явление именуется "магнитострикцией". В таких приложениях, как ультразвуковые генераторы, механическое перемещение, происходящее вследствие магнитострикции при магнитном возбуждении, приводит к полезному эффекту.

В других приложениях (например, при работе на звуковых частотах) возникает нежелательный шумовой эффект. В этих случаях для ограничения или подавления шума можно использовать такие материалы с низкой магнитострикцией, как Permalloy 80, Kool Mμ® или порошковые сердечники MPP.

Как Вы определяете нужный размер сердечника?

При определении нужного размера сердечника полезно учитывать два элемента: площадь окна сердечника (обмотки) и площадь поперечного сечения сердечника. Результат перемножения этих элементов (произведение площадей, или W_aA_C) напрямую соотносится с максимально допустимой мощностью сердечника. Чем больше значение WaAC, тем выше обрабатывающая способность по мощности. По мере повышения рабочей частоты возможно уменьшение произведения W_aA_C,, что означает возможность уменьшения габаритов сердечника. Magnetics публикует данные о произведениях площадей в качестве полезного инструмента проектирования. Данные о соотношениях между потерями в сердечниках, значениями частоты и магнитной индукции содержатся в Справочных материалах Magnetics по проектированию.

В чем разница между использованием распределенного зазора (в порошковом сердечнике) и дискретного зазора (в ферритовом сердечнике)?

В материале с распределенным зазором (например, Kool Mμ®) каждая гранула сплава изолирована от других гранул. Это позволяет осуществлять плавное насыщение пропусканием увеличенного тока, что способствует повышению внутренней устойчивости к отказам. Сердечники с дискретным зазором сохраняют высокую индуктивность вплоть до точки перегиба на кривой, что приводит к резкому насыщению. В сердечниках с распределенным зазором сохраняется оптимальное значение B_max и обеспечивается смещение по постоянному току при высоких температурах. Сердечники с дискретным зазором имеют краевой поток по окружности зазора, что существенно способствует росту потерь.

Где можно найти стандарты на сердечники?

Организацией, отвечающей за существующие и новые стандарты на сердечники, является Международная Электротехническая Комиссия (IEC). Специальным рабочим органом по техническим характеристикам сердечников является группа TC-51 (www.iec.ch).

Коэффициенты преобразования

Применение

Какие типы сердечников используются в трансформаторах?

Для сердечников трансформатора рекомендуется использовать материалы, которые имеют высокую магнитную индукцию и выдерживают рост температуры в требуемых пределах. Для ограничения тока возбуждения (при минимально возможном воздушном зазоре) целесообразно использовать материалы с высокой магнитной проницаемостью. Для работы на низких частотах (ниже 20 кГц) материалами с максимально высокой магнитной индукцией являются стержневые материалы; для высокочастотных приложений (на частотах выше 20 кГц) рекомендуемыми материалами являются ферриты, поскольку они характеризуются низкими потерями в сердечниках (пониженным ростом тепловыделений) на указанных выше повышенных частотах.

Для катушек индуктивности рекомендуются сердечники с распределенными или дискретными воздушными зазорами, поскольку эти сердечники способны поддерживать свои постоянные уровни магнитной проницаемости вплоть до высоких уровней возбуждения по постоянному или переменному току. В ферритах и сердечниках со стержневой обмоткой допускается создание зазоров. Порошковые сердечники имеют встроенный распределенный воздушный зазор.

Варианты выбора магнитного сердечника в зависимости от приложения указаны в Полном Бюллетене изделий Magnetics.

В чем смысл использования однослойных обмоток в тороидальных сердечниках?

Однослойные обмотки имеют пониженную стоимость намотки. При этом сохраняется распределенная емкость на минимальном уровне. Повышение температуры вследствие потерь в меди сводится к минимуму. В случае однослойной обмотки намного облегчается обеспечение симметрии между встречно включенными обмотками для синфазных дросселей.

Что такое бифилярная обмотка?

Имеются в виду две проволочные жилы, обычно скручиваемые между собой. Этот двойной провод наматывается на сердечник или на катушку для получения двух равных по длине и параллельно проходящих обмоток, используемых вместо одной жилы большого диаметра.

Сборка

Почему индуктивность снижается после намотки и герметизации?

Ферритовые материалы восприимчивы к механическим напряжениям, возникающим как при намотке на сердечник, так и при герметизации. Особенно уязвимыми к этим воздействиям являются материалы с высокой магнитной проницаемостью. Предлагаемые меры по устранению неблагоприятных воздействий: (1) По окончании намотки выполнить цикл обжига и/или температурного воздействия: (2) уменьшить толщину слоя эпоксидной смолы, используемой для герметизации, или ввести присадку инертного материала – например, песчаной или земляной слюды, (3) добавить ленточную амортизирующую прокладку.

Как можно определить, что ферритовая оснастка плотно посажена на сердечник?

Сердечники изготавливаются по стандартам, согласованным в рамках отрасли. По всем критичным размерам заданы соответствующие допуски. В типовом случае посадка оснастки не является источником проблемы. Как правило, рекомендуется приобретать сердечники и оснастку из одного и того же источника.

Порошковые сердечники

Можно ли штамповать порошковые сердечники с различной высотой?

Допускается возможность прессования различной высоты сердечника для болшого количества сердечников. Штампы изготавливаются таким способом, что полости допускают различные высоты штампования. Изменение высоты соотносится с габаритами сердечника. Преимущество данной технологии состоит в возможности получения сердечников переменных размеров без затрат на дополнительные пресс-формы.

С конкретными вопросами по данной теме обращайтесь в Северо-Западную Лабораторию

Почему в порошковых сердечниках измеренное значение индуктивности отличается от расчетного значения?

Magnetics измеряет индуктивность в чаше пермеаметра Килселла. Фактическое значение индуктивности обмотки за пределами "чаши Килселла" превышает значение, вычисляемое на основе потока утечки и на основе потока, формируемого в обмотке. Разница зависит от габаритов сердечника, от магнитной проницаемости, толщины чистового покрытия сердечника, диаметра проволоки и числа витков. Необходимо учитывать также способ намотки на сердечник. Разность пренебрежительно мала при проницаемости 125μ и выше и при числе витков, превышающем 500. Ниже приводится таблица, позволяющая определить возможные значения разности.

Каковы основные преимущества каждого из порошковых материалов распределенным зазором?

MPP имеет самые низкие значения и оптимальный показатель Q. HF имеет самое высокое смещение по постоянному току. Порошковое железо является наименее дорогостоящим. Kool Mμ® обладает комбинацией преимуществ, указанных для трех упомянутых вышек материалов; Данный материал имеет потери ниже по сравнению с порошковым железом, обладает почти нулевой магнитострикцией и является намного более дешевым, чем MPP.

Какой адгезив (клей) рекомендуется для порошковых сердечников?

Для использования с материалами порошковых сердечников рекомендуется однокомпонентный адгезив марки Bondmaster® ESP 309. Этот адгезив обеспечивает высокую прочность при комнатной температуре и сохраняет прочность при повышенных температурах.

На какие свойства неблагоприятно влияет укладывание сердечников столбиком?

При укладывании сердечников столбмкоми площадь поперечного сечения (Ae) увеличивается в степени, кратной умножению на число сердечников в столбике. Длина линии магнитной индукции (Ie) остается при этом неизменной. Значение AL можно вычислять так же, как для одного сердечника; при этом регулирование утечки оценивается, исходя из соотношения между площадью окна (W_A) и площадью сердечника (Ae). Поскольку по мере роста числа сердечников в штабеле данное соотношение уменьшается, значение A_L для n сердечников, уложенных столбиком, является несколько меньшим, чем n-кратное значение A_L одного сердечника.

Что такое слабое магнитное насыщение?

Плавное насыщение является преимуществом материала с распределенным зазором над ферритом. Кривая смещения по постоянному току не имеет традиционной точки насыщения, характерной для ферритового сердечника; вместо этого по мере повышения уровня возбуждающего воздействия происходит плавное спадание магнитной проницаемости предсказуемым образом.

Ферриты

Насколько важна магнитная проницаемость в материалах для силовых устройств?

Магнитная проницаемость представляет собой частное от деления магнитной индукции (B) на уровень возбуждения (H). Материалы для силовых устройств обычно используются в высокочастотных трансформаторах. При этом важно обеспечивать такие характеристики, как высокая магнитная индукция и/или низкие потери в сердечниках. Магнитная проницаемость является менее значимым параметром с учетом ее вариабельности в диапазоне рабочих потоков.

Что такое дезаккомодация?

Дезаккомодация, происходящая в ферритах, представляет собой снижение магнитной проницаемости с течением времени после размагничивания сердечника. Это размагничивание может быть вызвано нагревом сердечника до температуры выше температуры Кюри, путем приложения переменного тока с уменьшающейся амплитудой или в результате механического ударного воздействия на сердечник. В этой ситуации магнитная проницаемость повышается в направлении ее исходного значения и далее начинает уменьшаться по экспоненте. Если в установившемся режиме применения не ожидаются никакие экстремальные воздействия, изменения магнитной проницаемости являются малыми, поскольку основные изменения происходят в течение первых нескольких месяцев после изготовления сердечника. Высокие температуры вызывают ускоренное снижение магнитной проницаемости. Дезаккомодация представляет собой повторяющееся явление, сопровождающее каждый очередной процесс размагничивания; следовательно, ее нельзя считать эквивалентом старения.

Почему фактическая величина потерь в сердечниках превышает вычисленную величину?

При вычислении потерь в сердечнике предполагается, что структура сердечника является однородной. На самом деле, при сопряжении половин сердечника между собой возникает поток утечки (краевой поток) на поверхностях сопряжения, и потери в зазоре способствуют росту суммарных помех. Потери в зазоре вызываются концентрацией потока в сердечнике и вихревыми токами, генерируемыми в обмотках. Если сердечник имеет зазор, потери в этом зазоре могут привести к существенному увеличению суммарных потерь. Кроме того, площадь поперечного сечения сердечников многих геометрий не является однородной, возможно возникновение локальных "горячих пятен" в точках минимального поперечного сечения. При этом создаются локальные участки с повышенной магнитной индукцией, что приводит к повышенным потерям в этих точках.

В чем разница между никель-цинковыми и марганцово-цинковыми ферритами?

Марганцово-цинковые материалы имеют высокую магнитную проницаемость, а никель-цинковые ферриты – низкую магнитную проницаемость. Марганцово-цинковые ферриты используются в приложениях, где рабочая частота составляет ниже 5 МГц. Никель-цинковые ферриты имеют повышенное удельное сопротивление и используются на частотах от 2 МГц до нескольких сотен мегагерц. Исключением из общего правила являются синфазные катушки индуктивности, в которых импеданс марганцово-цинкового феррита делает данный материал оптимально подходящим для работы на частотах до 70 МГц, а никель-цинковые ферриты рекомендуются для работы на частотах от 70 МГц до нескольких сотен гигагерц.

Почему в некоторых случаях в технических характеристиках сердечников указывается только минимальное значение A_L?

Магнитная проницаемость (и A_L изменяется в зависимости от уровня возбуждения. Для приложений в силовых машинах не требуется установление предела по максимуму A_L. Минимальное значение A_L пересчитывается в максимальный ток возбуждения.

Чему равняется правильное значение зажимного усилия для ферритов?

Обычно для поверхностей сопряжения рекомендуется прижимное усилие порядка 700 кг/м² (100 фунтов на кв. дюйм). Конкретные значения прижимного усилия, рекомендуемые для сердечников RM, PQ, EP и броневых сердечников, см. в Руководстве Magnetics по конструированию ферритов.

Почему Вы изготовляете ферритовые сердечники с плоской шлифовкой?

Сердечники плоско шлифуются на поверхности сопряжения ввиду наличия неровностей поверхности, возникающих при обжиге в печи. Это важно для роловинок сердечников, складываем в комплект при минимальном воздушном зазоре, для возможности поддержания низких потерь в зазоре и обеспечения оптимальной индуктивности.

Зачем контактная поверхность сердечников полируется? Какова шероховатость поверхности?

Полировка является дополнительной технологической операцией, повышающей качество поверхности сопряжения сердечников. Обычно данная операция выполняется для сердечников из материала с магнитной проницаемостью 5000 и выше с целью обеспечить максимально возможное значение AL для заданного материала.

В результате получается подобие "зеркальной полировки". Шероховатость поверхности с обычной плоской полировкой составляет 0,5 – 1,0 микрон, а поверхности "притертого" сердечника – 0,1 – 0,2 микрона.

Почему допуск на величину зазора сердечников с зазором не всегда равняется ±3%?

С учетом ограниченных возможностей автомата, осуществляющего создание зазора, с уменьшением размеров зазора затрудняется выдерживание строгих допусков. По мере того, как увеличивается A_L, зазоры становятся меньше и допуски возрастают. Когда уменьшается зазор, пропорционально возрастает механический допуск и попутно возрастает влияние изменения в магнитной проницаемости материала. Зазор, определяемый по его значению A_L, имеет более жесткие допуски по сравнению с зазором, определяемым по его физическим габаритам.

Какова технология склеивания ферритовых сердечников?

Для склеивания необходимо использовать адгезив (клей) горячего отверждения на основе эпоксидной смолы. Имеющийся ассортимент адгезивов очень широк. Важными факторами, определяющими выбор продукта, являются требуемая температура и вязкость. Температура отверждения, соответствующая экономичному режиму, не должна превышать максимально допустимую температуру безопасной сборки. Смола с высокой вязкостью может быть трудна в эксплуатации. Смола с низкой вязкостью может выступать наружу при нарушении плотности посадки или может быть абсорбирована пористым ферритовым материалом. Необходимо следовать инструкциям изготовителя по конкретному типу смолы. Следует исключить возможность теплового ударного воздействия на ферриты; резкое повышение или понижение температуры сердечника является очень опасным. Если температура изменяется быстрее 5-10°C/мин, на феррите образуются трещины. Кроме того, необходимо обеспечить согласование коэффициента теплового расширения (CTE) адгезивов с CTE феррита. В противном случае скорость расширения или сжатия адгезива может оказаться выше аналогичной скорости феррита; в результате могут появиться трещины, ухудшающие свойства сердечника.

Каковы спецификации Magnetics на нарушение округлости ферритовых тороидальных сердечников?

Нарушения округлости регулируются установлением требования, согласно которому для сердечников должны выполняться общие допуски на габариты, относящиеся к наружному и внутреннему диаметрам, при сохранении площади поперечного сечения, достаточной для обеспечения требуемой величины A_L. Допуски на физические габариты тороидальных сердечников указаны в Руководстве Magnetics по конструированию ферритов.

Какова разница между нейлоновым и эпоксидным покрытием для ферритовых тороидальных сердечников?

Эти виды покрытий сравнимы между собой. Нейлоновое покрытие является более толстым и способно выдерживать температуру до 155°C. Эпоксидное покрытие имеет номинальные характеристики при 200°C. Нейлоновое покрытие обычно наносится на сердечники с наружным диаметром от 12,7 мм до 29 мм. На сердечники очень крупных и очень малых габаритов наносится эпоксидное покрытие. Гарантия на устойчивость к электрическому пробою между проводами составляет для нейлонового и эпоксидного покрытия 1000 В. Нейлон является более качественным амортизатором и более устойчив к воздействию растворителей. По электрическим характеристикам покрытия обоих видов идентичны.