Магнитопроводы ленточные. Типы и основные размеры – РТС-тендер

ГОСТ 22050-76*

Группа Э02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

     

Дата введения 1977-07-01

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 18 августа 1976 г. N 1969 срок введения установлен с 01.07.77

Проверен в 1982 г.

* ПЕРЕИЗДАНИЕ (ноябрь 1984 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1982 г., июне 1984 г. (ИУС 10-82, 9-84).

Настоящий стандарт распространяется на ленточные магнитопроводы стержневой и броневой конструкций, предназначенные для использования в однофазных трансформаторах, дросселях фильтров и дросселях насыщения.

Стандарт устанавливает типы и основные размеры магнитопроводов.

Стандарт соответствует рекомендации СЭВ PC 4802-74 в части, касающейся типов и размеров.

1.1. Магнитопроводы подразделяются по соотношению размеров на типы, указанные ниже.

Стержневая конструкция:

ПЛ — П-образные ленточные;

ПЛМ — П-образные ленточные с уменьшенным отношением ширины окна к толщине навивки;

ПЛР — П-образные ленточные с геометрическими размерами, обеспечивающими наименьшую стоимость трансформаторов.

Броневая конструкция:

ШЛ — Ш-образные ленточные;

ШЛМ — Ш-образные ленточные с уменьшенным отношением ширины окна к толщине навивки;

ШЛО — Ш-образные ленточные с увеличенным окном;

ШЛП — Ш-образные ленточные с увеличенным отношением ширины ленты к толщине навивки;

ШЛР — Ш-образные ленточные с геометрическими размерами, обеспечивающими наименьшую стоимость трансформаторов.

1.2. Выбор магнитопроводов для трансформаторов и дросселей с целью получения наименьших массы, объема и стоимости производится в соответствии с рекомендуемым приложением 1.

1.3. Термины, буквенные обозначения и определения приведены в справочном приложении 2.

2.1. Размеры магнитопроводов должны соответствовать указанным на черт.1, 2 и в табл.1-8. На черт.2 представлен элемент магнитопровода броневой конструкции. Второе кольцо показано условно.

Допускается набор магнитопроводов из разной ширины ленты.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2. Внутренний радиус магнитопроводов может изменяться от 0,5 до 1 мм для ленты толщиной 0,05, 0,08 мм и от 1,0 до 2 мм для ленты толщиной 0,15; 0,35 мм.

2.3. Место реза магнитопровода определяется технологией изготовления и обозначается в рабочих чертежах.

2.4. Отклонения от основных размеров определяются технологией изготовления магнитопроводов и обозначаются на рабочих чертежах.

Допускаемые отклонения на размер выбираются в зависимости от толщины ленты: для ленты толщиной 0,05; 0,08 мм и 0,15 мм — по 5-7 классу; на размер — по 7 классу. Для магнитопроводов, используемых в трансформаторах и дросселях для бытовой аппаратуры, допускаемые отклонения для размера и по 8-9 классу.

Магнитопроводы стержневой конструкции

Черт.1

Магнитопроводы броневой конструкции

Черт.2

     

Таблица 1

     
Магнитопровод типа ПЛ

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ПЛ6,5х12,5х8	6,5	12,5	8,0	8,0
ПЛ6,5х12,5х10				10,0
ПЛ6,5х12,5х12,5				12,5
ПЛ6,5х12,5х16				16,0
ПЛ8х12,5х12,5	8,0	12,5	10,0	12,5
ПЛ8х12,5х16				16,0
ПЛ8х12,5х20				20,0
ПЛ8х12,5х25				25,0
ПЛ10х12,5х20	10,0	12,5	12,5	20,0
ПЛ10х12,5х25				25,0
ПЛ10х12,5х32				32,0
ПЛ10х12,5х40				40,0
ПЛ12,5х16х25	12,5	16,0	16,0	25,0
ПЛ12,5х16х32				32,0
ПЛ12,5х16х40				40,0
ПЛ12,5х16х50				50,0
ПЛ12,5х25х32	12,5	25,0	20,0	32,0
ПЛ12,5х25х40				40,0
ПЛ12,5х25х50				50,0
ПЛ12,5х25х60				60,0
ПЛ16х32х40	16,0	32,0	25,0	40,0
ПЛ16х32х50				50,0
ПЛ16х32х65				65,0
ПЛ16х32х80				80,0
ПЛ20х40х50	20,0	40,0	32,0	50,0
ПЛ20х40х60				60,0
ПЛ20х40х80				80,0
ПЛ20х40х100				100,0
ПЛ25х50х65	25,0	50,0	40,0	65,0
ПЛ25х50х80				80,0
ПЛ25х50х100				100,0
ПЛ25х50х120				120,0
ПЛ32х64х80	32,0	64,0	50,0	80,0
ПЛ32х64х100				100,0
ПЛ32х64х130				130,0
ПЛ32х64х160				160,0
ПЛ40х80х100	40,0	80,0	64,0	100,0
ПЛ40х80х120				120,0
ПЛ40х80х160				160,0
ПЛ40х80х200				200,0

     

Таблица 2

     
Магнитопровод типа ПЛМ

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ПЛМ20х32х28	20	32	19	28
ПЛМ20х32х36				36
ПЛМ20х32х46				46
ПЛМ20х32х58				58
ПЛМ25х40х36	25	40	24	36
ПЛМ25х40х46				46
ПЛМ25х40х58				58
ПЛМ25х40х73				73
ПЛМ32х50х46	32	50	30	46
ПЛМ32х50х58				58
ПЛМ32х50х73				73
ПЛМ32х50х90				90

     

Таблица 3

     
Магнитопровод типа ПЛР

мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ПЛР 10х12,5	10	12,5	8	32
ПЛР 10х16		16
ПЛР 10х20		20
ПЛР 10х25		25
ПЛР 12,5х12,5	12,5	12,5	10	40
ПЛР 12,5х16		16
ПЛР 12,5х20		20
ПЛР 12,5х25		25
ПЛР 12,5х32		32
ПЛР 14х12,5	14	12,5	11,5	45
ПЛР 14х16		16
ПЛР 14х20		20
ПЛР 14х25		25
ПЛР 14х32		32
ПЛР 14х36		36
ПЛР 16х12,5	16	12,5	16	60
ПЛР 16х16		16
ПЛР 16х20		20
ПЛР 16х25		25
ПЛР 16х32		32
ПЛР 16х40		40
ПЛР 18х16	18	16	18	71
ПЛР 18х20		20
ПЛР 18х25		25
ПЛР 18х32		32
ПЛР 18х40		40
ПЛР 18х45		45
ПЛР 21х20	21	20	25	85
ПЛP 21х25		25
ПЛР 21х32		32
ПЛР 21х36		36
ПЛР 21х40		40
ПЛР 21х45		45
ПЛР 22х32	22	32	21	58
ПЛР 25х20	25	20	28	100
ПЛР 25х25		25
ПЛР 25х32		32
ПЛР 25х36		36
ПЛР 25х40		40
ПЛР 25х45		45
ПЛР 25х50		50
ПЛР 26х45	26	45	40	100
ПЛР 28х20	28	20	32	120
ПЛР 28х25		25
ПЛР 28х32		32
ПЛР 28х36		36
ПЛР 28х40		40
ПЛР 28х45		45
ПЛР 28х50		50

     

Таблица 4

     
Магнитопровод типа ШЛ

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ШЛ4х5	2	5,0	4	10
ШЛ4х6,5		6,5
ШЛ4х8		8,0
ШЛ4х10		10,0
ШЛ4х12,5		12,5
ШЛ4х16		16,5
ШЛ5х5	2,5	5,0	5	12,5
ШЛ5х6,5		6,5
ШЛ5х8		8,0
ШЛ5х10		10,0
ШЛ5х12,5		12,5
ШЛ5х16		16,0
ШЛ6х6,5	3,0	6,5	6	15,0
ШЛ6х8		8,0
ШЛ6х10		10,0
ШЛ6х12,5		12,5
ШЛ6х16		16,0
ШЛ6х20		20,0
ШЛ8х8	4,0	8,0	8	20,0
ШЛ8х10		10,0
ШЛ8х12,5		12,5
ШЛ8х16		16,0
ШЛ10х10	5,0	10,0	10	25
ШЛ10х12,5		12,5
ШЛ10х16		16,0
ШЛ10х20		20,0
ШЛ12х12,5	6,0	12,5	12	30
ШЛ12х16		16,0
ШЛ12х20		20,0
ШЛ12х25		25,0
ШЛ16х16	8	16	16	40
ШЛ16х20		20
ШЛ16х25		25
ШЛ16х32		32
ШЛ20х20	10	20	20	50
ШЛ20х25		25
ШЛ20х32		32
ШЛ20х40		40
ШЛ25х25	12,5	25	25	62,5
ШЛ25х32		32
ШЛ25х40		40
ШЛ25х50		50
ШЛ32х32	16	32	32	80
ШЛ32х40		40
ШЛ32х50		50
ШЛ32х64		64
ШЛ40х40	20	40	40	100
ШЛ40х50		50
ШЛ40х64		64
ШЛ40х80		80

     

Таблица 5

     
Магнитопровод типа ШЛМ

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ШЛМ8х6,5	4	6,5	5	13
ШЛМ8х8		8,0
ШЛМ8х10		10,0
ШЛМ8х12,5		12,5
ШЛМ8х16		16,0
ШЛМ10х8	5	8,0	6	18
ШЛМ10х10		10,0
ШЛМ10х12,5		12,5
ШЛМ10х16		16,0
ШЛМ10х20		20,0
ШЛМ12х10	6	10,0	8	23
ШЛМ12х12,5		12,5
ШЛМ12х16		16,0
ШЛМ12х20		20,0
ШЛМ12х25		25,0
ШЛМ16х12,5	8	12,5	9	26
ШЛМ16х16		16,0
ШЛМ16х20		20,0
ШЛМ16х25		25,0
ШЛМ16х32		32,0
ШЛМ20х16	10	16,0	12	36
ШЛМ20х20		20,0
ШЛМ20х25		25,0
ШЛМ20х32		32,0
ШЛМ20х40		40,0
ШЛМ25х20	12,5	20	15	45
ШЛМ25х25		25
ШЛМ25х32		32
ШЛМ25х40		40
ШЛМ25х50		50
ШЛМ32х25	16	25	18	55
ШЛМ32х32		32
ШЛМ32х40		40
ШЛМ32х50		50
ШЛМ40х32	20	32	24	72
ШЛМ40х40		40
ШЛМ40х50		50
ШЛМ40х64		64

     

Таблица 6

     
Магнитопровод типа ШЛО

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ШЛО4х5	2	5	6	13
ШЛО4х6,5		6,5
ШЛО4х8		8
ШЛО4х10		10
ШЛО4х12,5		12,5
ШЛО4х16		16
ШЛО5х5	2,5	5	8	16
ШЛО5х6,5		6,5
ШЛО5х8		8
ШЛО5х10		10
ШЛО5х12,5		12,5
ШЛО5х16		16
ШЛО6х6,5	3	6,5	10	22
ШЛО6х8		8
ШЛО6х10		10
ШЛО6х12,5		12,5
ШЛО6х16		16
ШЛО6х20		20
ШЛО8х8	4	8	12	27
ШЛО8х10		10
ШЛО8х12,5		12,5
ШЛО8х16		16
ШЛО10х10	5	10	15	32
ШЛО10х12,5		12,5
ШЛО10х16		16
ШЛО10х20		20
ШЛО12х12,5	6	12,5	20	44
ШЛО12х16		16
ШЛО12х20		20
ШЛО12х25		25
ШЛО16х16	8	16	24	54
ШЛО16х20		20
ШЛО16х25		25
ШЛО16х32		32

     

Таблица 7

     
Магнитопровод типа ШЛП

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ШЛП3х12,5	1,5	12,5	3	13
ШЛП3х16		16
ШЛП3х20		20
ШЛП4х12,5	2,0	12,5	4	20
ШЛП4х16		16
ШЛП4х20		20
ШЛП4х25		25
ШЛП5х16	2,5	16	5	20
ШЛП5х20		20
ШЛП5х25		25
ШЛП6х16	3,0	16	6	30
ШЛП6х20		20
ШЛП6х25		25
ШЛП8х16	4,0	16	8	36
ШЛП8х20		20
ШЛП8х25		25
ШЛП10х20	5,0	20	10	40
ШЛП10х25		25
ШЛП10х32		32

     

Таблица 8

     
Магнитопровод типа ШЛР

Размеры, мм

Обозначение типоразмера магнитопровода
ШЛР8х28	4	28	8	20
ШЛР10х16	5	16	7	20
ШЛР10х20		20
ШЛР12х25	6	25	8	25
ШЛР12х32		32
ШЛР16х20	8	20	8	32
ШЛР16х25		25
ШЛР16х32		32
ШЛР16х40		40
ШЛР20х25	10	25	10	40
ШЛР20х32		32
ШЛР20х40		40
ШЛР20х50		50

     

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Рекомендуемое

1. Магнитопроводы типа ПЛ применяют в низковольтных трансформаторах питания наименьшей массы на частоте от 50 до 400 Гц мощностью свыше 500 В·А, а также в дросселях большей энергоемкости. Магнитопроводы типа ПЛ8; ПЛ6,5; ПЛ10; ПЛ12,5 применяют в низковольтных трансформаторах упрощенной конструкции на частоте 50 Гц.

2. Магнитопроводы типа ПЛМ применяют в низковольтных трансформаторах наименьшей массы и стоимости на частоте 50 Гц мощностью свыше 100 В·А и в случае специальных требований к величине индуктивности рассеяния.

Магнитопроводы типа ШЛ применяют в трансформаторах наименьшей массы на частоте 400 Гц. Магнитопроводы типа ШЛ25, ШЛ32, ШЛ40 применяют в дросселях насыщения.

4. Магнитопроводы типа ШЛМ применяют в трансформаторах наименьшей массы и стоимости на частоте 50 Гц, ориентировочно до мощности 100 В·А, в трансформаторах с ограничением по падению напряжения и в дросселях фильтров.

5. Магнитопроводы типа ШЛО применяют в низковольтных трансформаторах на частотах от 1000 до 5000 Гц и в высоковольтных трансформаторах на частотах от 50 до 5000 Гц наименьших массы, объема и стоимости.

6. Магнитопроводы типа ШЛП применяют в трансформаторах и дросселях наименьшего объема на частотах от 400 до 1000 Гц.

7. Магнитопроводы типа ПЛР применяют в трансформаторах наименьшей стоимости, рассчитанных на заданный перегрев обмоток.

8. Магнитопроводы типа ШЛР применяют в трансформаторах наименьшей стоимости, рассчитанных на допустимое падение напряжения в обмотках.

9. Для дросселей фильтров и в трансформаторах на частоте 50 Гц применяют магнитопроводы, изготовленные из стали толщиной 0,15-0,35 мм, наименьших массы, объема и стоимости.

Для трансформаторов на частоте от 400 до 5000 Гц применяют магнитопроводы, изготовленные из стали толщиной 0,05; 0,08 мм. Для трансформаторов на частоте более 5000 Гц применяют магнитопроводы из стали толщиной 0,05 мм.

Рекомендуемые марки стали: 3412, 3413, 3414, 3421, 3422, 3423, 3424, 3425 по ГОСТ 21427.0-75, ГОСТ 21427. 1-75*, ГОСТ 21427.4-78.

______________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 21427.1-83. — Примечание изготовителя базы данных.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

Термины	Определения	Условные обозна- чения
Геометрические размеры магнитопроводов:
толщина навивки, мм	—
ширина ленты, мм	—
ширина окна, мм	—
высота окна, мм	—	*
Уменьшенное отношение ширины окна к толщине навивки	Отношение	*
Увеличенное отношение ширины ленты к толщине навивки	Отношение
Наименьшая стоимость	Стоимость трансформаторов на магнитопроводах, при расчете геометрии которых критерием является минимум стоимости
Наименьшая масса	Масса трансформаторов на магнитопроводах, при расчете геометрии которых критерием является минимум массы
Наименьший объем	Объем трансформаторов на магнитопроводах, при расчете геометрии которых критерием является минимум объема	—
Большая энергоемкость	Энергоемкость дросселя более 50 Дж	—
Специальные требования к величине индуктивности рассеяния	Требования к величине параметра индуктивности рассеяния, включаемое в техническое задание на разработку трансформаторов	—

________________

* Соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Магнитопроводы | ТД «Ашинская Сталь»

Магнитопроводы из аморфных и нанокристаллических материалов

Магнитопроводы из аморфных сплавов и композиционного (нанокристаллического) материала предназначены для использования в электромагнитных устройствах таких как дроссели, трансформаторы (в том числе в измерительных трансформаторах тока (в том числе по ГОСТ 7746)), фильтры, катушки индуктивности и др.

Материалы изготавливаются по техническим условиям:

— ТУ 14-123-149-2009 «Лента быстрозакаленная из магнитомягких аморфных сплавов и магнитомягкого композиционного (нанокристаллического) материала».

-ТУ 14-123-195-2009 «Магнитопроводы. Общие технические условия.»

— ТУ 14-123-215-2009 «Магнитопроводы ленточные из магнитомягких аморфных сплавов и из магнитомягкого композиционного (нанокристалического) материала».

— ТУ 14-123-216-2009 «Магнитопроводы ленточные из магнитомягких аморфных сплавов и из магнитомягкого композиционного (нанокристалического) материала для измерительных трансформаторов тока».

— ТУ 14-123-233-2012 «Магнитопроводы ленточные с нормированным уровнем потерь на перемагничивание»

Наименование сплава	Марка магнитопровода АМЕТ
	Термообработка без наложения магнитного поля.	Термообработка с наложением продольного магнитного поля.	Термообработка с наложением поперечного магнитного поля.	Разрезные
5БДСР	5В	5Е	5Т	5Р
1СР	1В	1Е	1Т	—
2НСР	2В	2Е	2Т	—
9КСР	9В	9Е	9Т	—
30КСР	—	30Е	30Т	—
82К3ХСР	82В	—	—	—
84КХСР	84ХВ	84ХЕ	84ХТ	—
86КГСР	86В	86Е	86Т	—

 

Исполнение магнитопроводов соответствует ТУ 14-123-195-2009 «Магнитопроводы. Общие технические условия» и имеет два вида: в корпусе и без корпуса.

Формы выпускаемых магнитопроводов:

Форма сердечника магнитопровода	Исполнение в корпусе	Исполнение без корпуса
Кольцевая	—	М
Стержневая	1К	1М
Прямоугольная	2К	2М
Овальная	20К	20М
Трехстержневая	3К	3М
Нестандарная	4К	4М
Прямоугольный броневой	—	—
Овальный броневой	—	—

 

Пример условного обозначения магнитопровода исполнения в корпусе с кольцевой формой сердечника марки 82В с размерами сердечника: наружный диаметр 32 мм, внутренний диаметр 20 мм, высота 10 мм по ТУ 14-123-215-2009:

Магнитопровод АМЕТ-82В 32х20х10 ТУ 14-123-215-2009.

Пример условного обозначения магнитопровода исполнения без корпуса с прямоугольной формой сердечника марки 5В с размерами: толщиной стенки 10 мм, высотой 10 мм, шириной 53 мм, длина окна 115 мм по ТУ 14-123-215-2009:

Магнитопровод АМЕТ-5В-2М 10х10х53х115 ТУ 14-123-215-2009.

Пример условного обозначения магнитопровода исполнения в корпусе с кольцевой формой сердечника марки 5Р с проницаемостью 100 с размерами сердечника: наружный диаметр 32 мм, внутренний диаметр 20 мм, высота 10 мм по ТУ 14-123-215-2009:

Магнитопровод АМЕТ-5Р-100 32х20х10 ТУ 14-123-215-2009

Пример условного обозначения магнитопровода исполнения без корпуса с прямоугольной формой сердечника марки 5Р с заданным значением немагнитного зазора с размерами сердечника : толщина стенки 10 мм, высота 10 мм, ширина окна 53 мм, длина окна 115 мм по ТУ 14-123-215-2009

Магнитопровод АМЕТ-5Р-2М 10х10х53х115 ТУ 14-123-215-2009

Магнитопроводы для индукционных тигельных печей

ЗАВОД ИНДУКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Проектирует, изготавливает, занимается восстановлением, ремонтом и модернизацией магнитопроводов для индукционных плавильных печей, миксеров и индукционных нагревательных установок в полном соответствии с техническим заданием Заказчика или по чертежам Заказчика. При необходимости к Заказчику выезжает технический специалист.

1. Назначение 

Предназначен для локализации потоков магнитной индукции электромагнитного поля индукционной установки.

2. Краткое описание

Магнитопровод представляет собой пакет набранных полос электротехнической стали необходимых расчетных размеров и сечений. Использование магнитопроводов ведет к уменьшению потерь электромагнитного поля и снижению нагрева конструкций при эксплуатации индукционного оборудования.

Магнитопроводы, в зависимости от их расчетных значений, могут иметь водоохлаждаемые элементы.

 

3. Комплект поставки

№	Наименование	Количество, шт
1	Магнитопроводы, комплект	1
2	Паспорт	1
3	Упаковка п/э	+
4	Гарантийное обслуживание 12 месяцев	+

 

4. Условия эксплуатации

1	Закрытое помещение.
2	Высота над уровнем моря не более 1000 м.
3	Температура окружающей среды от +5°С до +35°С (для исполнения УХЛ4).
4	Относительная влажность окружающего воздуха до 80% при температуре + 25°С (для исполнения УХЛ4).
5	Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и примесей, разрушающих изоляцию и металлы.
6	Температура охлаждающей воды от +5°С до +25°С.
7	Температура охлаждающей воды не должна быть ниже температуры окружающего воздуха в помещении более, чем на 15°С (во избежание появления росы).
8	Отсутствие в охлаждающей воде примесей, образующих осадок.

Тороидальные магнитопроводы Onelec.ru

Аморфные с высокой проницаемостью	MSF	Аморфный на основе кобальта (А-170)/ пластиковый контейнер.	Отжиг в поперечном поле, проницаемость более 100 000, очень низкие потери, плоская петля гистерезиса.	Дроссели синфазных фильтров, трансформаторы тока в т.ч. для точных электронных счётчиков электроэнергии, устройства защитного отключения, силовые ВЧ трансформаторы в импульсных источниках питания, аудиотрансформаторы и т.д.
Нанокристаллические с высокой проницаемостью	MSFN	Нанокристаллический на основе железа (А-200С)/ пластиковый контейнер.	Отжиг в поперечном поле, проницаемость до 80 000, высокая индукция 1.2 Тл, низкие потери, повышенная рабочая температура и хорошая температурная стабильность, цена ниже аморфных. Широкий диапазон габаритных размеров до 100 мм в диаметре.
Нанокристаллические магнитопроводы для ВЧ трансформаторов	MSTN	Нанокристаллический на основе железа (А-200)/ пластиковый контейнер.	Размерный ряд, материал и технология производства повторяют серию MSFN. Нормированы потери. Типовая начальная магнитная проницаемость около 20 000.	Силовые ВЧ трансформаторы для однотактных (форвард-конвертер) и двухтактных импульсных источников питания, DC-DC конвертеров, аудиотрансформаторы.
Аморфные магнитопроводы для ВЧ трансформаторов	MST	Аморфный сплав A-186.	Отжиг в поперечном поле. Размерный ряд повторяет серию MSFN. Нормированы потери. Плоская линейная петля гистерезиса. Коэффициент прямоугольности менее 0,1. Типовая магнитная проницаемость около 2 100.	Прецизионные трансформаторы тока, силовые ВЧ трансформаторы для однотактных (форвард-конвертер) и двухтактных импульсных источников питания, DC-DC конвертеров.
Аморфные с прямоугольной петлёй гистерезиса	MSSA-L	Аморфный на основе кобальта (А-172)/ пластиковый контейнер.	Отжиг в продольном поле, прямоугольная петля гистерезиса, коэффициент прямоугольности до 0.98, низкие потери, низкая коэрцитивная сила.	Дроссели магнитных усилителей в многоканальных импульсных источниках питания (обеспечивают эффективную раздельную стабилизацию и защиту выходов всех каналов), автогенераторы с режимом насыщения и др.
	MSSA-N		Отжиг без поля, прямоугольная петля гистерезиса, коэффициент прямоугольности до 0.94, потери и коэрцитивная сила ниже серии MSSA-L.
Нанокристаллические с прямоугольной петлёй гистерезиса	MSSN	Нанокристаллический на основе железа (А-200)/ пластиковый контейнер.	Отжиг в продольном поле, коэффициент прямоугольности до 0.98, высокая индукция 1.2 Тл, цена ниже серии MSSА.
С немагнитным зазором	MSC-G	Аморфный на основе железа (2НСР, А202)/ пластиковый контейнер.	Высокая индукция 1.4 Тл. немагнитный зазор, длинная плоская ПГ, работа со смещением до 60 Э.	Выходные дроссели со смещением постоянным током, дроссели дифференциальных фильтров, дроссели корректоров КМ, обратноходовые трансформаторы и т.д.
С распределённым зазором	MSC	Аморфный на основе железа (2НСР, А202)/ алюминиевый контейнер.	Высокая индукция 1.4 Тл., распределённый зазор, длинная плоская ПГ, работа со смещением до 35 Э.
Низкопрофильные с распределённым зазором	MSC-Low Profile		Высокая индукция 1.4 Тл., распределённый зазор, длинная плоская ПГ, работа со смещением до 35 Э, низкий профиль.
Новейшие порошковые магнитопроводы на основе аморфной ленты. Производитель: AMOGREENTECH	APH	Измельчённый аморфный сплав на основе железа Bm = 1.56 Тл.	Высокая индукция 1.5 Тл. Низкие потери. Очень высокий уровень смещения постоянным током, до 150 Э и выше. Проницаемость из ряда 26, 60, 75, 90.
Новейшие порошковые магнитопроводы на основе нанокристаллической ленты ленты. Производитель: AMOGREENTECH	APM	Измельчённый нанокристаллический сплав на основе железа Bm = 1.2 Тл.	Высокая индукция 1.2 Тл. Самые низкие потери. Высокий уровень смещения постоянным током, до 100 Э и выше. Проницаемость из ряда 26, 60, 90, 125.
Помехоподавляющие для одновитковых дросселей	MSB	Аморфный на основе кобальта (А-172)/ пластиковый контейнер	Прямоугольная ПГ, отжиг без поля, коэффициент прямоугольности до 0. 85, высокая проницаемость, цилиндрическая форма, миниатюрные, могут одеваться непосредственно на выводы компонентов.	Подавление коротких выбросов и ВЧ колебаний на фронтах за счёт изменения характера переключения активных компонентов, устраняют причину (источник) помех. Используют в импульсных источниках питания, схемах управления электродвигателями, переключающих полупроводниковых устройствах, для защиты полупроводниковых приборов и др.
Помехоподавляющие для многовитковых дросселей	MSK		Имеют большие размеры, чем серия MSB, используются для многовитковых помехоподавляющих дросселей.
Магнитопроводы для аудио	MSTAN-TH	Нанокристаллический сплав на основе железа. Материал АМАГ-200С, АМАГ-204	Линейная ПГ, отжиг в максимальном поперечном поле, индукция 1,2 Тл. Проницаемость: АМАГ-200С — более 50 000; АМАГ-204 — от 10 000 до 15 000. Коэфф. прямоугольности: АМАГ-200С — менее 0. 3; АМАГ-204 — менее 0.1	Различные аудиотрансформаторы: малосигнальные входные, фазоинверторы, корректоры, межкаскадные, выходные и т.д.

Магнитопроводы трансформаторов. Виды магнитопроводов. | Компания «Вольт»

Основным элементов трансформатора является магнитопровод.

Это такая система, по которой замыкается магнитный поток, служащая основанием для крепления обмоток и других элементов аппарата. Пластины из тонкой электротехнической стали служат конструктивными элементами для сборки трансформаторов. Их изолируют с помощью жаростойкого покрытия, которое наносится заводом-изготовителем, или лака, применяемого после штамповки пластин.

Магнитопроводы трансформаторов

Конструктивные особенности

Виды магнитопроводов подразделяются на стержневые и броневые виды.

• Стержневой тип. При такой конструкции вертикальный стержень имеет ступенчатое сечение, которое вписывается в окружность. На этих вертикальных элементах в виде цилиндра располагают обмотки магнитопровода. Части всей этой конструкции, которые не имеют обмоток и предназначены для образования замкнутой цепи, называются ярмами.
• Броневой тип. В такой конструкции стержни с поперечным сечением имеют прямоугольную форму. Расположены они горизонтально. Поэтому обмотки трансформатора также имеют прямоугольную конструкцию. Этот вид оборудования имеет сложную производственную технологию, поэтому применяется нечасто, лишь для небольшого вида специальных трансформаторов.

Типы сборки магнитопроводов

Различают стыковую конструкцию и шихтованное исполнение стержневых магнитопроводов. Они отличаются видом соединения основного элемента с ярмом.

Стыковая конструкция

В такой конструкции сборка ярм и стержней осуществляется раздельно. Вначале на стержень монтируют обмотку, после этого крепят верхнее ярмо. Для изоляции пластин между стыкующимися элементами укладывают электрокартон. После монтажа ярма конструкция прессуется и стягивается с помощью вертикальных шпилек. Такой тип сборки применяется для шунтирующих и токоограничивающих реакторов. Зависит это, в основном, от габаритов установки. При небольших размерах конечного изделия такая сборка очень удобна, так как нужно лишь снять верхнее ярмо для монтажа обмоток.

 

Когда речь идет о применении такой конструкции в силовых трансформаторах, возникает потребность в громоздких устройствах для стяжки изделия. Поверхности стержней и ярм, подлежащих стыковке, должны быть механически обработаны. Это снижает магнитное сопротивление, но требует больших материальных затрат и времени. Поэтому для силовых трансформаторов применяется другой вид сборки – шихтовка.

Шихтованная конструкция

В такой конструкции ярма и стержни представляют собой переплет. Их разбивают на слои определенной толщины. Состоит каждый такой пакет из двух-трех листов стали. Каждый слой содержит пластины, часть которых должна заходить в ярмо. Необходимо следить за тем, чтобы пластины предыдущего слоя перекрывали стыки пластин соседнего элемента.

 

Преимуществом такого вида сборки являются:

• небольшой вес конструкции;

• малые зазоры в зонах стыков;

• малый ток холостого хода;

• повышенная механическая прочность.

 

Из недостатков можно выделить фактор более сложной сборки трансформатора.

Ведь сначала необходимо произвести расшихтовку верхнего ярма на отдельные слои. Затем обмотки насаживают на стержни и повторяют шихтование. Это делает монтаж более трудоемким. Проводить его должен квалифицированный специалист, так как некачественная сборка может ухудшить технические параметры трансформатора.

Влияние некачественной сборки на характеристики изделия

Наиболее распространенным дефектом собранной конструкции может быть плохая стыковка ярма с пластинами стержня. Вследствие этого появившиеся зазоры приведут к возрастанию тока холостого хода (Iхх) трансформатора. Также ухудшится магнитный поток.

 

Если при сборке изделия количество пластин, входящих в ярмо, будет менее требуемого, то это вызовет уменьшение поперечного сечения, что спровоцирует рост магнитной индукции и увеличение потерь на холостом ходу. Любые механические повреждения пластин магнитопровода, во время шихтовки, также вызовут ухудшение технических параметров трансформатора.

Конструктивные изменения стандартных изделий

В некоторые стандартные стержневые магнитопроводы со временем внесли конструктивные изменения. Они отразились на форме пластин для сборки изделия. Ввелось понятие косой стык. Оно определяет срез прямоугольных пластин под углом в 45ᵒ. Производят его на узкой стороне пластины с одной стороны, или с двух. Такое изготовление конструкции позволяет снизить потери холостого хода.

 

Обмотки стержневого магнитопровода в горизонтальном разрезе круглые. Для эффективного использования конструкции поперечное сечение стержня также должно стремиться к окружности. Но стержень, с круглым сечением, требует большего количества пластин электротехнической стали. Они должны быть разной ширины. Такой фактор значительно усложняет процесс производства изделий. Поэтому применяется многоступенчатое сечение стержня.

 

У готового магнитопровода должна быть равномерная и достаточная опрессовка. Он должен иметь жесткую конструкцию. Несоответствие количества пластин в изделии вызовет вибрацию и шум. Все это может привести к разрушению частей крепления магнитопровода. Поэтому в конце сборки запчасти изделия должны быть опрессованы и собраны единым элементом.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил.

Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Всего доброго.

• Twitter
• Google
• Печать
• Reddit
• Facebook
• LinkedIn
• по электронной почте

Устройство трансформаторов | RuAut — Центр промышленной автоматизации

Основные части трансформаторов — магнитопровод и обмот­ки. Магнитопровод состоит из стержней и ярм. На стержнях рас­полагают обмотки, а ярма служат для соединения магнитопровода в замкнутую систему. Магнитопроводы трансформаторов изго­товляют из тонколистовой электротехнической стали. При часто­те переменного тока 50 Гц применяют листы (полосы) такой стали толщиной 0,5 или 0,35 мм при повышенных частотах (400 Гц и более) — толщиной 0,2 — 0,08 мм (чем выше частота пере­менного тока, тем меньше требуемая толщина листов). При частотах 1000 Гц и выше магнитопроводы изготовляют из железоникелевых сплавов типа пермаллой, характеризующихся улучшен­ными магнитными свойствами по сравнению с электротехничес­кими сталями более высокой магнитной проницаемостью и мень­шей коэрцитивной силой.

В зависимости от способа изготовления магнитопроводы транс­форматоров подразделяют на пластинчатые и ленточные. Магнитопроводы однофазных трансформаторов бывают трех видов: стержневые, броневые и тороидальные.

Пластинчатые магнитопроводы (рис. а) собирают из отдельных пластин, полученных путем штамповки или резки лис­товой электротехнической стали. Для уменьшения вихревых токов пластины перед сборкой изолируют друг от друга слоем изоляционного лака или оксидной пленкой. 

Стержневые пластинчатые магнитопроводы (рис. а) собирают из пластин (полос) прямоу­гольной формы. Пластины магнитопровода скрепляют в пакет либо посредством шпилек, электрически изолированных от пластин спе­циальными втулками и шайбами, либо посредством бандажа из стеклянной нетканой тенты или ниток.

Броневые пластинчатые магнитопроводы (рис. б) собирают из пластин Ш-образной формы. Они имеют лишь один стержень, на котором располагают все обмотки трансформатора. Тороидаль­ные пластинчатые магнитопроводы (рис. в) собирают из отдельных штампованных колец.

Ленточные разрезные магнитопроводы стержневого (рис. г) и броневого (рис. д) типов состоят из отдельных частей подковообразной формы. После установки заранее изготовленных обмо­ток эти подковообразные части соединяют встык и скрепляют стяж­ками.

Тороидальные ленточные магнитопроводы (рис. е) изготовля­ют путем навивки ленты. Преимущества таких магнитопроводов — отсутствие стыков, т.е. мест с повышенным магнитным сопротив­лением

Магнитопроводы броневого типа обеспечивают трансформато­рам следующие достоинства:

• лучшее заполнение окна магнитопровода обмоточным проводом;
• частичную защиту обмотки ярмами от механических повреждений.

Однако при броневом магнитопроводе ухудшаются условия охлаждения обмоток.

Кроме обмоток и магнитопровода трансформаторы низкого напряжения имеют кожух, клеммную колодку и крепежные элементы. Металлический кожух соединяют с магнитопроводом и за­земляют. Эта мера необходима по условиям электробезопасности. Высоковольтные трансформаторы делают масляными — магнитопровод с обмотками помещают в металлический бак, заполненный трансформаторным маслом, которое увеличивает электриче­скую прочность изоляции обмоток и способствует лучшему охлаж­дению обмоток и магнитопровода трансформатора.

Источник: Кацмап М М. Электрические машины приборных устройств и средств автоматизации

Магниты — продукты с ферритовым сердечником

Широкополосные трансформаторы	Низкие потери, высокие µ (проницаемость), хорошая частотная характеристика	Дж, Ш, М *	Сердечники Pot, Toroids, сердечники E, U и I, RM, EP сердечники
Синфазные дроссели	Очень высокий µ	Дж, Ш, М *	Тороиды, сердечники E
Преобразователи и инверторы трансформаторы	Низкие потери, высокое насыщение	Ф, Л, П, Р, Т	Тороиды, сердечники E, U и I, сердечники Pot, сердечники RS, сердечники Planar
Дифференциальные индукторы	Низкие потери, высокая температурная стабильность, хорошая устойчивость в условиях нагрузки	Ф, П, Р, Т	Сердечники с зазорами, сердечники EP, сердечники E, сердечники RM, сердечники Planar, сердечники PQ
Узкополосные трансформаторы	Умеренная добротность, высокая µ, высокая стабильность	F, Дж	Сердечники электролизера, тороиды, сердечники RM, сердечники EP
Фильтры шума	High µ, хорошая частотная характеристика	Дж, Вт, М	Тороиды
Силовые индукторы	Низкие потери при высоких плотностях потока и температурах, высокое насыщение, хорошая стабильность в условиях нагрузки	Ж, Л, П, Р	Ядра Pot, ядра E, ядра PQ, ядра RM, ядра Planar
Силовые трансформаторы	Высокие µ и низкие потери при высоких плотностях потока и температурах, высокое насыщение, низкие токи возбуждения	Ф, Л, П, Р, Т	Ядра потенциометра без зазоров, ядра E, U и I, тороиды, ядра EP, ядра RS, ядра DS, ядра PQ, ядра Planar
Импульсные трансформаторы	Высокие µ, низкие потери, высокое насыщение B	Дж, Вт, М	Тороиды
Телекоммуникационные индукторы	Низкие потери, высокая температурная стабильность, хорошая устойчивость в условиях нагрузки	Ф, П, Р, Т	Сердечники Pot, сердечники EP, сердечники E, сердечники RM, сердечники Planar

Поставщик прецизионных мягких магнитных компонентов

Мягкие магнитные компоненты: порошковые сердечники и др.

Магнитопроводы производятся из материалов с высокой магнитной проницаемостью и используются в большом количестве электрического, электромеханического и магнитного оборудования.Компания Magnetics производит множество магнитомягких компонентов, каждый из которых подходит для конкретных применений на основе своих уникальных свойств. Эти компоненты можно разделить на следующие категории:

Порошковые стержни

Порошковые сердечники

создаются с использованием порошка из нескольких сплавов с распределенными воздушными зазорами, чтобы помочь сконденсировать их магнитные поля и минимизировать потери в сердечнике. Эти сердечники широко используются из-за их высокого удельного электрического сопротивления, низкого гистерезиса и потерь на вихревые токи, низких изменений магнитной проницаемости при высоких температурах и значительной стабильности индуктивности как в среде переменного, так и постоянного тока.По этой причине они обычно используются для приложений с высоким током / низким уровнем пульсаций, включая (но не ограничиваясь ими) трансформаторы обратного хода, резонансные цепи, зарядные устройства, нагрузочные и дроссельные катушки, а также повышающие и выходные индукторы. Посетите страницу Powder Cores, чтобы узнать больше об этом типе сердечников.

Ферритовые сердечники

Ферритовые сердечники — это плотные керамические сердечники, изготовленные из смеси оксида железа и других оксидов или карбонатов металлов, таких как магний, цинк или марганец.Ферритовые сердечники Magnetics изготовлены из марганцево-цинкового сплава (MnZn). Преимущества использования ферритовых сердечников включают высокую магнитную проницаемость и низкую электропроводность, что помогает предотвратить появление вихревых токов. Благодаря этим свойствам ферритовые сердечники обычно используются для высокочастотных силовых трансформаторов, силовых индукторов, радиочастотных трансформаторов, фильтров ЭМС, датчиков тока и т. Д.

Как и порошковые сердечники, ферритовые сердечники Magnetics доступны во многих стандартных отраслевых формах и размерах и предлагаются вместе с некоторым оборудованием и аксессуарами.Ферритовые сердечники могут быть обработаны в соответствии с индивидуальными спецификациями, чтобы удовлетворить индивидуальные эксплуатационные требования. Посетите страницу «Ферритовые сердечники», чтобы узнать больше об этом типе сердечников.

Сердечники с полосовой намоткой

Сердечники с обмоткой магнитной лентой или сердечники с обмоткой лентой изготавливаются из тонких полосок из никель-железных сплавов с высокой проницаемостью, которые наматываются в тороиды для различных частотных приложений, включая трансформаторы тока, импульсные трансформаторы, выходные трансформаторы, магнитные усилители и многое другое.Среди продуктов Magnetics, намотанных на полосы, также присутствуют нанокристаллические сердечники с высокой проницаемостью и сердечники из аморфной резки, оба из которых изготовлены из материалов из металлического стекла. В то время как нанокристаллические ядра отжигаются для создания однородной микроструктуры, аморфные вырезанные ядра имеют аморфную атомную структуру, что приводит к более высокому удельному сопротивлению, чем нанокристаллические. Посетите страницу сердечников с ленточной намоткой, чтобы узнать больше о сердечниках с ленточной намоткой, аморфных сердечниках и нанокристаллических сердечниках.

Magnetics — Расположение

В головном офисе

Magnetics ^® , расположенном в Питтсбурге, штат Пенсильвания, находятся отдел продаж, обслуживания клиентов, разработки приложений и административные подразделения, а также Центр магнитных технологий.Офис международных продаж находится в Гонконге и занимается поддержкой клиентов в Азии.

Расположенный в портовом городе Сямынь в Китае, новейший завод Magnetics занимает площадь 71000 квадратных футов (6600 квадратных метров), сертифицированный по стандартам ISO 9001: 2008 и TS 16949: 2009 производственный объект, расположенный примерно в 280 милях (451 км) от Шэньчжэня и 500 миль (805 км) от Шанхая.

Наш дистрибьюторский центр в Северной Америке, расположенный в Фениксе, штат Аризона, предлагает полную линейку продукции Magnetics.Этот склад по-прежнему предназначен для обслуживания североамериканского рынка и внесен в список коммерческих и государственных организаций (CAGE) с кодом 3QMA4.

Штаб-квартира в США

Magnetics, Division of Spang & Co.
110 Дельта Драйв
Питтсбург, Пенсильвания 15238-0422
Штаб-квартира: +1.412.963.5820
Продажи: +1.412.963.9363

Карта

Офис продаж в Гонконге

Magnetics Гонконг
Magnetics International, подразделение Spang CM, Ltd.
13 / F № 1-3 Chatham Road South
Цим Ша Цуй
Коулун, Гонконг,
Продажи: +86.139.1147.1417,
+852.2731.9700

Карта

Китайское производственное предприятие

Magnetics Haicang, Ltd.
599-1 Shan Bian Road, Haicang
Сямэнь, Фуцзянь, Китай 361027
Завод: +86.592.689.3960
Распределительный центр: +86.592.689.6369

Карта

Распределительный центр США

Распределительный центр Magnetics
601 S. 54th Avenue
Люкс 104
Феникс, AZ 85043
Распределительный центр: +1.412.963.5820

Карта

Магнитные сердечники — обзор

1 Введение

Тема наноразмерных магнитных материалов находится в центре внимания как междисциплинарная тема в течение нескольких десятилетий.Ученые из физики, материаловедения, химии, биологии и инженерии работают над различными областями исследований, связанных с магнитными наночастицами (НЧ). С одной стороны, синтез магнитных наноматериалов имеет свою собственную проблему, в которой за последние два десятилетия был достигнут значительный прогресс. Но, с другой стороны, понимание, например, электрических, магнитных, оптических и механических свойств значительно продвинулось сейчас с появлением современных методов определения характеристик. Более того, магнитные НЧ имеют потенциал для различных применений, таких как феррожидкости (Chikazumi et al., 1987), высокочастотная электроника, высокоэффективные постоянные магниты, магнитные хладагенты и каталитические системы (Lu et al., 2007). Они также имеют большой потенциал для биомедицинских приложений, таких как улучшение качества магнитно-резонансной томографии (МРТ), гипертермическое лечение злокачественных клеток, локальная доставка лекарств и манипулирование клеточными мембранами (Berry and Curtis, 2003; Freitas and Ferreira, 2007). ).

Со времени основополагающей теоретической работы Стонера и Вольфарта (1948) о механизме перемагничивания в однодоменных частицах в последние шесть десятилетий велась интенсивная теоретическая и экспериментальная работа.Перемагничивание может происходить посредством поворота вектора намагниченности от одной оси легкого магнитного поля к другой, преодолевая жесткое магнитное направление. Как следствие этого механизма вращения, коэрцитивная сила магнитных НЧ может контролироваться. Обычно он находится между мягкими и постоянными магнитами. Этот уникальный шанс контролировать коэрцитивную силу в магнитных наноматериалах привел к ряду важных технологических приложений, особенно в области хранения информации.Небольшие магнитные частицы являются многообещающими кандидатами для дальнейшего увеличения плотности магнитных запоминающих устройств до нескольких Тбит / дюйм ² (Moser et al., 2002; Terris and Thomson, 2005).

Следуя двум типам базовых подходов, восходящих или нисходящих для синтеза магнитных НЧ и наноструктур, было разработано несколько важных вопросов синтеза НЧ (Hyeon, 2003), таких как: (1) получение монодисперсного размера частиц распределение; (2) контроль размера частиц воспроизводимым образом; (3) получение материалов с удовлетворительной высокой кристалличностью и желаемой кристаллической структурой; (4) контроль формы НП; (5) стабильность НЧ в течение длительного времени и т. Д.Подробную информацию о различных способах синтеза магнитных наночастиц и наноструктур можно найти у Murray et al. (1993), Euliss et al. (2003), Hyeon (2003), Jeong et al. (2007), Лу и др. (2007), Laurent et al. (2008), Gao et al. (2009), Singamaneni et al. (2011).

Есть три ключевых проблемы: (1) эффекты конечного размера, (2) поверхностные эффекты и (3) межчастичные взаимодействия, которые определяют магнитные свойства магнитных НЧ и их ансамблей. Уменьшение размера приводит к квантовому ограничению и изменяет свойства на наноуровне.Однако поверхностные эффекты связаны с нарушением симметрии кристаллической структуры на границе каждой магнитной НЧ. В разделе 6.2.3 мы сообщим о возникновении спиновых стеклоподобных свойств на поверхности магнитных НЧ.

В последние два десятилетия большое внимание привлекли магнитные НЧ ядро ​​– оболочка. Этот предмет можно разделить на три части: (1) магнитопровод с немагнитной оболочкой, (2) ферромагнитный (FM) сердечник с FM-оболочкой и (3) FM-сердечник с антиферромагнитной (AF) оболочкой, или наоборот.Здесь также можно заменить FM-партнера на ферримагнитный. До сих пор в последние годы было успешно показано, что немагнитное покрытие используется для стабилизации магнитного сердечника и функционализации поверхности для приложений, например, в биологии. Покрытие AF-оболочки поверх FM-сердечника приводит к так называемому эффекту обменного смещения. Этот эффект в основном обусловлен чистым межфазным AF-моментом, который может вызвать однонаправленную анизотропию и проявляется как смещение петли гистерезиса вдоль оси поля в зависимости от истории направления охлаждающего поля H _FC .В структуре ядро-оболочка AF / FM температура Кюри, T _c , FM должна быть выше температуры Нееля ( T _N ), и система должна охлаждаться от начальной температуры в промежутке при наличии приложенного поля H _FC . Было показано, что обменное смещение в магнитных частицах ядро-оболочка обеспечивает возможность улучшения термической стабильности ядра (Скумрыев и др., 2003). Обменное смещение наблюдалось в НЧ для различных материалов и морфологий, которые можно подразделить на три категории (Иглесиас и др., 2008):

1.

однофазные оксиды FM или AF,

2

НП, встроенных в матрицы AF, и

3.

НП со структурой ядро ​​– оболочка.

Также было показано, что обменное смещение, подобное гистерезисным сдвигам, может наблюдаться в FM НЧ, в которых поверхность ведет себя как спиновое стекло, которое образуется из-за конечных размеров и поверхностных эффектов (Punnoose et al., 2001; Zysler et al., 2006). Обменное смещение в НЧ ядро-оболочка обнаружено во многих типах систем, например, в Co / CoO (Nogues et al., 2006; Skumryev et al., 2003), NiCo / NiCoO (Jeyadevan et al., 2003), Co / MnO (Lierop et al., 2003), Co ₈₀ Ni ₂₀ / оксид (Luna et al., 2004) и CoPt / CoO (Tomou et al., 2006, 2010). Сосредоточившись на межчастичных взаимодействиях, а не на внутричастичных взаимодействиях, этот обзор не будет вдаваться в детали физики ядер ядро-оболочка НЧ.Заинтересованный читатель может обратиться к другим обзорам (Hütten et al., 2004; Iglesias et al., 2008).

В системе, состоящей из широко разнесенных («изолированных»), следовательно, невзаимодействующих однодоменных частиц («макроспинов» или « суперспинов, », для краткости), магнитные моменты частиц действуют независимо. Для них характерна нестабильность намагниченности из-за теплового перемешивания. Это приводит к явлению суперпарамагнетизма , поскольку каждая частица ведет себя как парамагнитный атом с магнитным моментом м ≈ 10 ³ -10 ⁵ μ _B , где μB = eℏ / 2me = 9.274 × 10−24Am2 — магнетон Бора. Явление суперпарамагнетизма будет подробно рассмотрено в разделе 6.1. Хотя в ансамбле изолированных частиц прямое квантово-механическое обменное взаимодействие между ними может быть незначительным, магнитные свойства могут определяться энергией дипольного поля наряду с энергиями тепловой и магнитной анизотропии (Elmore, 1938; Montgomery, 1931). При достаточно высоких плотностях упаковки межчастичные взаимодействия оказывают сильное влияние на магнитные свойства сборки частиц.Во-первых, они модифицируют энергетический барьер, возникающий из-за вкладов анизотропии каждой частицы. Для достаточно сильных взаимодействий становится актуальным общий ландшафт свободной энергии всей сборки, а не энергетические барьеры отдельных частиц. Таким образом, изменение момента одной частицы изменит все энергетические барьеры внутри сборки. Во-вторых, они могут создавать низкотемпературное коллективное состояние. Это либо разделяет большую часть феноменологии, приписываемой поведению спинового стекла (Dormann et al., 1998; Йонссон и др., 1995; Mamiya et al., 1999) или, при увеличении межчастичных взаимодействий, составляет суперферромагнитное (SFM) состояние (Chen et al., 2002; Kleemann et al., 2001). В отличие от недавних сообщений, в которых высказывались сомнения в существовании состояний суперспинового стекла (SSG) и SFM в магнитных ансамблях НП (Skomski, 2011), в этой статье мы предоставим достаточные доказательства существования обоих состояний.

За последние несколько десятилетий было опубликовано множество обзорных статей, посвященных получению, свойствам и применению магнитных НЧ (Andrä et al., 2007; Бансманн и др., 2005; Батль и Лабарта, 2002; Бин и Ливингстон, 1959; Беданта и Климанн, 2009; Берри и Кертис, 2003; Дорманн и др., 1997; Гарсия-Паласиос, 2000; Йёнссон, 2004; Кнобель и др., 2008; Кодама, 1999; Лесли-Пелеки и Рике, 1996; Лю и др., 2008; Маджетич и Сачан, 2006; Мёруп и Хансен, 2007; Мозер и др., 2002; Панкхерст и др., 2003; Сингаманени и др., 2011; Тартадж и др., 2003). В этом обзоре мы сосредоточимся на магнитных свойствах ансамблей НЧ при различных концентрациях.Таким образом, мы рассматриваем эффекты межчастичных взаимодействий разной силы, приводящие к возникновению различных магнитных состояний, таких как суперпарамагнетик (SPM), SSG и SFM, вместе формирующие поле супермагнетизма . На основании результатов различных исследовательских групп, изучающих магнитные НЧ, мы предоставим доказательства той или иной из трех вышеупомянутых разновидностей супермагнетизма. Мы также кратко обсудим различные экспериментальные методы для характеристики магнитных НЧ.В конце нашей статьи мы подведем итоги текущего состояния понимания и обсудим некоторые проблемы в этой области, которые необходимо решить в будущем.

Магнитный сердечник — обзор

9.1 Введение

Магнитные наночастицы ядро-оболочка (MCNP) представляют собой концентрические многослойные наночастицы, обычно состоящие из двух или более материалов, в которых, по крайней мере, один из них проявляет магнитные свойства и где различные функциональные возможности происходят соответственно от сердечников и Оболочки пространственно распределены на наноуровне и объединены в одно целое.Этот вид наноматериалов демонстрирует расширенный потенциал для множества областей, включая некоторые из самых инновационных приложений в области биомедицины, которые будут подробно рассмотрены в этой главе.

История материалов ядро-оболочка началась еще в 1980-х годах с открытия гетерогенных и композитных полупроводников [1,2] и продолжается до 1990-х годов, когда исследователи искали новые способы улучшить свои характеристики [3]. Поскольку уже было хорошо установлено, что материалы в наномасштабе проявляют неожиданные свойства по сравнению с объемным, они начали исследовать эффекты различного химического состава путем синтеза гетерогенных композитных наноматериалов [4–7].

В 1982 году термин «ядро-оболочка» был впервые использован для описания концентрических многослойных полупроводников, обладающих лучшими характеристиками и новыми функциями по сравнению с однослойными аналогами [8]. Когда конструкция ядро-оболочка была применена к разработке новых материалов для биомедицинских целей, одним из наиболее заметных результатов стало распространение исследований, сообщающих о синтезе новых MCNP, обладающих оптимальной физико-химической стабильностью и цитосовместимостью [9,10].Одним из основных факторов, обусловивших этот потрясающий успех, было применение суперпарамагнитных НЧ для изготовления биоматериалов [11].

Суперпарамагнетизм — это своеобразное магнитное поведение, проявляемое ферромагнитными (FM) материалами с нанометровыми размерами, заключающееся в их высокой и быстрой намагниченности под действием магнитного поля с последующим столь же быстрым размагничиванием без остаточной магнитной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной остаточной намагниченности. после снятия магнитного поля. В результате магнитная петля суперпарамагнитных материалов представляет собой сигмоидальную кривую, проходящую от начала координат (без намагниченности), с высокой удельной намагниченностью при насыщении (M _s ) при низких полях и без гистерезиса (т.е.например, нулевая коэрцитивность или M _r ) при комнатной температуре, которая обычно намного выше температуры Кюри (T _c ).

В этом отношении, возможно, стоит сказать несколько слов о физических причинах возникновения суперпарамагнетизма в нанометровых частицах. В настоящее время наиболее популярной является теория магнитных доменов [12,13], которая учитывает минимизацию энергии, вступающую в игру на наномасштабе по сравнению с таковой на микро- и макроуровнях. Чтобы минимизировать их внутреннюю энергию, магнитный порядок массивных магнитных материалов объединяется в различные магнитные домены путем создания доменных стенок.Для очень маленьких магнитных материалов энергия, затрачиваемая на создание этих стенок, является дорогостоящей по сравнению с энергией, используемой частицами, чтобы оставаться уникальным магнитным доменом; таким образом, чтобы свести внутреннюю энергию к минимуму, вплоть до критического размера, FM NP состоят из одиночных магнитных доменов, наделенных суперпарамагнитными свойствами. В этом отношении T _c представляет собой температуру, при которой магнитные домены НЧ «замораживаются», и НЧ начинают действовать обратно как FM-материал, то есть каждая НЧ перестает вести себя как одиночные магнитные домены.Суперпарамагнитный критический размер зависит от химического состава магнитных НЧ; например, наночастицы феррита магнетита, маггемита или кобальта имеют приблизительные критические размеры 64, 45 и 50 нм соответственно [14,15].

Даже если материалы на основе сердечника-оболочки имеют огромное разнообразие геометрических форм и составов, комбинация магнитного сердечника с защитным слоем является наиболее обычной и распространенной конфигурацией для MCNP. Эта конструкция была использована в первую очередь с металлическими НЧ группы железа, применение которых было ограничено их химической нестабильностью, т.е.е. восприимчивость к быстрому окислению на воздухе и в воде и быстрому растворению в кислых условиях. Один из первых классов магнитных НЧ ядро-оболочка, о которых сообщалось в литературе, был разработан путем инкапсуляции чистых НЧ железа в защитное немагнитное покрытие из Mg и Li, полученное путем осторожного нагрева метастабильного сплава, чтобы избежать окисления металлического ядра и металла. последующее образование примесей оксида железа [16], что может привести к ухудшению магнитных свойств. В этом отношении важной особенностью является наличие химически инертного покрытия вокруг чисто металлических наночастиц, так как оно позволяет избежать образования оксидов, которые могут иметь сильное влияние на коэрцитивную силу и значения M _s [17].

При разработке для биомедицинских приложений количество требований, которым должны соответствовать MCNP, выходит далеко за рамки химической стабильности магнитного сердечника и включает коллоидную стабильность, биосовместимость / биорезорбцию и, что наиболее важно, способность эффективно выполнять терапевтическую функцию. . Фактически, инертная оболочка может даже противостоять этим фундаментальным требованиям, определяя биоаккумуляцию MCNP в конкретном органе тела, что в конечном итоге вызывает опасения по поводу долгосрочной токсичности и хронического воздействия.С другой стороны, более биосовместимые, но менее стабильные оболочки, такие как полимерные или состоящие из слоев небольших органических молекул, могут быстро подвергаться биологическому разложению. Удаление оболочки в конечном итоге приводит к экспонированию высокореактивного магнитного ядра в биологической среде и к его быстрому окислению, определяя образование активных форм кислорода с последующим цитотоксическим и генотоксическим действием на клетки. Эта и многие другие проблемы послужили движущей силой для разработки усовершенствованных MCNP с точно контролируемым химическим составом, дизайном и многофункциональностью.

В этой главе мы сначала исследуем химический состав и геометрию MCNP от ядра до оболочки и далее до украшения самой оболочки, а затем обсудим некоторые из наиболее инновационных конструкций MCNP. такие как многослойные, полые и НЧ гремучей змеи или желточной оболочки (YS). Ознакомившись с составами и конструкциями MCNP, мы перейдем к описанию их применения в некоторых из наиболее многообещающих областей биомедицины, таких как термотерапия, контролируемая доставка лекарств и дистанционное магнитное управление, чтобы, наконец, завершить кратким абзацем о будущем. перспектива высокотехнологичных MCNP.

Производство интегрированных устройств на больших площадях с нанокомпозитными магнитными сердечниками

NSF

Национальный научный фонд (NSF), Директорат математических и физических наук (MPS), Отдел гражданских, механических и производственных инноваций (CMMI)

PI: Дженнифер Эндрю (MSE), Соучредитель: Карлос Ринальди (CHE), Соучредитель: Дэвид Арнольд (ECE)

Согласно «закону» Мура, за последние несколько десятилетий произошло резкое уменьшение размеров интегральных схем, что позволило портативным портативным устройствам теперь использоваться в повседневной жизни.Однако компоненты, питающие эти устройства, не испытали подобного уменьшения размеров. Например, адаптер питания портативного компьютера лишь незначительно меньше, чем адаптер два десятилетия назад, а печатная плата внутри смартфона должна выделять от 20% до 40% площади платы для преобразования и управления питанием. На сегодняшний день усилия по миниатюризации ограничены как проблемами материалов, так и производственными проблемами. Чтобы восполнить этот пробел, в данном исследовании будут изучены процессы нанопроизводства для облегчения масштабируемого синтеза высококачественных магнитных наночастиц и материалов нанокомпозитного сердечника, а также изготовления компактных силовых индукторов и трансформаторов путем сборки этих наноматериалов способом, совместимым с текущими производственными процессами. таких как изготовление кремниевых пластин или печатных плат.Эта совместимость позволит создать полностью интегрированные и компактные решения для электропитания типа «система на кристалле» или «система в корпусе». Это исследование будет осуществляться путем налаживания сотрудничества между дисциплинами, включая материаловедение, химическую инженерию и электротехнику. Это будет способствовать разнообразию в профессии за счет вовлечения учащихся старших классов и студентов бакалавриата в исследовательскую деятельность, а также за счет расширения участия за счет вовлечения женщин и недопредставленных групп.

Общей целью этого проекта является изучение процессов синтеза и нанопроизводства, которые преодолевают существующие проблемы интеграции и обеспечивают прорывные высокочастотные магнитные характеристики.Целью является исследование материалов с высоким магнитным насыщением и низкими потерями. Это будет достигнуто за счет использования уникальных свойств магнитных материалов в наномасштабе посредством комбинации подходов к нанопроизводству, охватывающих восходящий синтез, направленную сборку и формирование нанокомпозитов. Конкретные цели заключаются в следующем: (i) масштабирование синтеза высококачественных магнитных наночастиц с помощью путей термического разложения путем выяснения лежащих в основе корреляций между параметрами синтеза и свойствами наночастиц, используя последние разработки в области воспроизводимого синтеза почти бездефектных нанокристаллов с магнитными свойствами. приближаются к таковым в основной массе; (ii) изучение методов крупномасштабной направленной сборки магнитных наночастиц посредством диэлектрофореза в компактные силовые индукторы / трансформаторы; и (iii) продемонстрировать формирование двухфазных ядер нанокомпозитов посредством крупномасштабной электрофильтрации дополнительного ферромагнитного материала.Ожидаемый результат этого проекта — демонстрация масштабируемости за счет серийного производства микропроводниковых устройств с использованием разработанных методов на кремниевой пластине. С коммерческой точки зрения, технологии нанопроизводства, обеспечивающие интегрируемые в процесс, высокопроизводительные магнитные компоненты для силовых приложений, потенциально могут повлиять на рынок с оборотом около 12 миллиардов долларов в год.

Что такое магнитный сердечник и где он используется?

Функция этой электрической системы, созданной для надежной передачи магнитного потока через специальный проводник с ограниченными или, в некоторых случаях, значительными потерями, определяется двумя составными корнями «магнит» и «провод», соединенными буквой «О»

Электротехническая промышленность широко использует взаимозависимость электрической и магнитной энергии, их передачу из одного состояния в другое.В этой теории работают различные трансформаторы, дроссели, подрядчики, реле, стартеры, электродвигатели, генераторы и другие подобные устройства.

Он передает магнитный поток для дальнейшего преобразования электрической энергии, возбуждаемый прохождением электрического тока. Это один из элементов магнитного устройства электроприбора.

Из чего сделан магнитопровод?

Вещества, входящие в его конструкцию, могут иметь различные магнитные свойства. В целом они делятся на 2 типа:

1.Слабо магнитный.

2. Сильно магнитный.

Термин «магнитная проницаемость μ» используется для их различения, который определяет зависимость создаваемой магнитной индукции B (силы) от значения приложенной силы H.

Тем не менее, введение ферромагнетиков с дальнейшим ростом напряжения продолжает уменьшаться, с одной отмеченной точкой максимального значения, характеризующей момент насыщения вещества. Он используется в расчетах и ​​эксплуатации магнитных сердечников.

После прекращения действия напряжения некоторые из его свойств остаются с веществом, и если к нему приложено противоположное поле, часть его энергии будет потрачена на преодоление этой доли.

Следовательно, в цепях переменного электромагнитного поля возникает задержка индукции от приложенной силы. График, называемый гистерезисом, характеризует аналогичную зависимость намагниченности ферромагнитного материала.

Материалы

CRGO и кремнистая сталь CRNO материал

Для ее конструкций, работающих на переменном токе, с разной степенью легирующих добавок, изготавливаются листовые марки CRGO и CRNO из кремнистых сталей или рулонная тонкостенная сталь, изготавливаемая методом холодной или горячей прокатки.Для сравнения, холоднокатаная сталь более дорогая, поскольку имеет меньшие потери индукции.

Стальные листы и рулоны механически перерабатываются в листы или полосы. Они покрыты слоем защитного и изоляционного лака. Надежное двустороннее покрытие.

Магнитопроводы трансформаторов

Однофазные устройства

Среди них распространены два типа:

1. Стержень.

2. Бронированный.

Первый тип состоит из двух стержней, на каждой из которых по две катушки установлены отдельно с лопастями высокого или низкого напряжения.Когда на стержень надевается одна обмотка ВН и НН, возникают значительные потоки рассеяния энергии, и доля реакции увеличивается.

Тип брони и тип стержня

Верхняя и нижняя ярма перекрывают магнитный поток, проходящий через стержни.

Бронированная форма имеет стержень с обмоткой и ярмом, который делит магнитный поток на две половины. Следовательно, его площадь в два раза больше поперечного сечения ярма. Эти конструкции чаще встречаются в трансформаторах малой мощности, конструкция которых не создает значительных тепловых нагрузок.

Трехфазные устройства

Для них можно использовать три однофазных магнитопровода, разнесенных на треть окружности, или собрать обмотки в свои ячейки на общем железе.

Типы трехфазных магнитопроводов

Если мы рассмотрим общую из трех идентичных структур, разнесенных под углом 120 градусов, как показано в верхнем левом углу рисунка, то общий магнитный поток будет уравновешен и равен нулю внутри центрального стержня.

Трехфазный магнитопровод типа

Они видны на верхних рисунках.Они сделаны из плитки, а шатуны установлены на витках. Эта технология используется с большими машинными парками на автоматизированных заводах.

Технология ручной сборки

может быть использована в небольших производствах за счет заготовок ленты, где изначально делается катушка с намотанной проволокой из трансформаторной железной ленты, которая размещается вокруг нее с последовательными витками.

Допустимая толщина материала составляет от 0,2 до 0,35 мм, и для сборки с пластинами можно выбрать 0,35 мм или более. Это связано с необходимостью плотно наматывать ленту между слоями, что сложно сделать вручную при работе с толстыми материалами.

Если при намотке ленты на катушку ее длина не подходит, то требуется добавить к ней продолжение и надежно прижать новой пленкой. Точно так же штанги и коромысла. В обоих случаях соединения должны иметь минимальные размеры, поскольку они обычно влияют на полное сопротивление и потери энергии.

Попытки избежать образования этих стыков для конкретных исследований, и когда их трудно удалить, используют шлифовку кромок для достижения плотной металлической посадки.

При сборке конструкции вручную довольно сложно точно сориентировать плиты друг относительно друга. Поэтому были проделаны отверстия и в них вставлены штифты, что обеспечило хорошее центрирование. Но такой подход немного уменьшает магнитное поле, искажая движение силовых линий и в целом сопротивление.

Футеровочные и стыковые конструкции

Как показано на изображении, магнитопроводы, созданные на основе пластин, могут быть установлены путем отдельной подготовки стержней ярма и последующего монтажа катушек с обмоткой.

Конструкции для сборки стыка и футеровки

Справа показана упрощенная схема сборки стыка. Он может иметь серьезный недостаток, который определяется возникновением вихревых токов критического значения в центре, как показано на рисунке ниже слева с волнистой красной линией. Это делает на случай чрезвычайной ситуации.

С помощью изоляционного слоя этот дефект устраняется, что существенно влияет на увеличение намагничивающего потока. Это дополнительная потеря энергии.

В определенных ситуациях для усиления реакции важно увеличивать дистанцию.Этот метод используется в дросселях и индукторах.

Схема стыковой сборки применяется в некритичных системах по указанным выше причинам. Сборка из ламинированной пластины используется для точной работы.

Сборка магнитного сердечника общей структуры

Теория основана на равномерном распределении слоев и формировании равных зазоров в стержне и ярмах таким образом, чтобы заполнить все созданные полости с минимальными соединениями во время сборки. В этом случае стержень и пластины ярма переплетаются друг с другом, образуя прочную и жесткую конструкцию.

Упрощенные модели ламинированных конструкций

Трансформаторы малой мощности также не нуждаются в точном контроле. Для них заготовки изготавливаются по подготовленным шаблонам методами штамповки с покрытием изоляционным лаком, чаще всего с одной стороны.

Упрощенные модели ламинированных конструкций

Левый узел магнитопровода создается путем вставки заготовок сверху и снизу в катушки, а правый помогает вам согнуть и вставить центральный сердечник во внутреннюю полость обмотки.Этими методами создается небольшой воздушный зазор между атрибутивными пластинами.

После сборки упаковки фиксаторы плотно сжимают крышки. К ним добавляется слой изоляции, чтобы уменьшить вихревые токи с потерями.

Концепции построения пути прохождения магнитного потока остались схожими. Только он разбит на две части:

1. Подвижный.
2. Постоянно исправлено.

Когда возникает магнитный поток, подвижный якорь притягивается по принципу электромагнита вместе с закрепленными на нем контактами, и когда он исчезает, он возвращается в исходное состояние под действием механических пружин.

Магнитные цепи электрических машин

Магнитные петли для электромобилей

Наличие в области статора подвижного ротора налагает уникальные особенности на электродвигатели и генераторы.