Mitä etuja ja haittoja on muunnetun metallimateriaalin käytössä muuntijoissa

Eduet

• Yleinen magneettinen tihennys: Ferromagneettiset materiaalit ovat korkeaa magneettista tihentymistä, mikä tarkoittaa, että ne voivat luoda suuren magneettisen induktiotiheyden suhteellisen pienellä magneettisella kentällä. Muuntimessa ferromagneettisten materiaalien käyttö ytimen valmistukseen mahdollistaa sen, että suurin osa kierroksissa luodusta magneettikentästä keskittyy ytimeen sisälle, parantamalla siten magneettisen kentän kytkentävaikutusta. Tämä puolestaan parantaa muuntimen sähkömagneettista muuntotehokkuutta, mahdollistaen tehokkaampaa sähköenergian siirtämistä ja muuntamista.

• Alhainen hystereesisvahinko: Hystereesis viittaa ilmiöön, jossa magneettinen induktiotiheys muuttuu myöhemmin kuin magneettinen kenttävoima vaihtuvassa magneettikentässä, mikä johtaa energiavahinkoon. Ferromagneettiset materiaalit, kuten silikonteräslevyjä, ovat suhteellisen pientä hystereesisilmukkaa. Tämä osoittaa, että vaihtuvassa magneettikentässä hystereesisilmiön aiheuttama energiavahinko on suhteellisen pieni, mikä auttaa parantamaan muuntimen tehokkuutta ja vähentää energiaa tuhlaamista.

• Alhainen pyörrikkovahinko: Kun muuntimessa on toiminnassa, vaihtuva magneettinen kenttä aiheuttaa elektrisen virran, tunnettu myös pyörrikkona, ytimessä. Pyörrikot aiheuttavat ytimen lämpenemisen ja johtavat energiavahinkoon. Käyttämällä ferromagneettisia materiaaleja, jotka ovat korkeaa vastusta ja tekemällä ytimen ohuisiksi leikkauksiksi (kuten silikonteräslevyiksi), jotka ovat eristetty toisistaan, voidaan tehokkaasti vähentää pyörrikkien polkua, mikä alentaa pyörrikkovahinkoa ja parantaa muuntimen suorituskykyä ja luotettavuutta.

• Hyvät tyydyttyminen ominaisuudet: Ferromagneettiset materiaalit voivat ylläpitää hyviä lineaarisia magneettisia ominaisuuksia tietyssä magneettisen kenttävoiman alueessa ja tulevat tyydyttymiseen vasta, kun magneettinen kenttävoima saavuttaa tietyn arvon. Tämä ominaisuus mahdollistaa muuntimen vakavan sähköenergian siirtämisen normaalissa toiminnassa. Lisäksi poikkeustilanteissa, kuten ylilatauksessa, ydinmateriaalin tyydyttyminen voi rajoittaa muuntimen virran lisääntymistä, tarjoamalla tietysti suojaa.

Haitat

• Hystereesis- ja pyörrikkovahingot: Vaikka ferromagneettisten materiaalien hystereesis- ja pyörrikkovahingot ovat suhteellisen pieniä, muuntimen pitkäaikaisessa toiminnassa nämä vahingot edelleen tuottavat lämpöä, mikä aiheuttaa muuntimen lämpötilan nousun. Muuntimen normaalin toiminnan varmistamiseksi on otettava käyttöön tehokkaat lämpöpoisto-toimenpiteet, mikä lisää muuntimen suunnittelun ja valmistuksen kustannuksia.

• Raskas paino: Ferromagneettiset materiaalit ovat suhteellisen korkeaa tiheys. Ferromagneettisten materiaalien käyttö muuntimen ytimen valmistukseen lisää muuntimen kokonaispainoa. Tämä ei ainoastaan asettaa haasteita muuntimen kuljetukselle ja asennukselle, mutta se voi vaatia vahvempaa tukirakennetta, mikä lisää kustannuksia.

• Merkitsevä lämpötilan vaikutus: Ferromagneettisten materiaalien magneettiset ominaisuudet vaikuttaa lämpötilalle. Kun muuntimen toimintalämpötila nousee, ferromagneettisen materiaalin magneettinen tihennyksen laskee, ja hystereesis- ja pyörrikkovahingot kasvavat, mikä vaikuttaa muuntimen suorituskykyyn ja tehokkuuteen. Siksi, suunniteltaessa muuntimia, on otettava huomioon lämpötilan vaikutus ferromagneettisten materiaalien ominaisuuksiin, ja otetaan käyttöön vastaavia lämpötilan kompensointitoimenpiteitä.

• Mahdollinen melun syntymä: Muuntimen toiminnassa, ytimen magnetostriktiovaikutuksen vuoksi, ferromagneettinen materiaali mekaanisesti värähtelee, tuottaen melua. Tämä melu ei ainoastaan vaikuta ympäristöön, mutta se saattaa vaikuttaa muuntimen käyttöikään ja luotettavuuteen. Melun vähentämiseksi, on otettava käyttöön erityisiä suunnittelu- ja valmistustoimenpiteitä, kuten käyttämällä matalan melun ytimen materiaaleja ja optimoimalla ytimen rakennetta.