EI Transformer Core laminointipaksuus: kuinka valita oikea mm-arvo

EI Transformer Core -laminoinnin paksuus: tarvitsemasi numerot

Jos määrität, korjaat tai suunnittelet uudelleen EI-muuntajaa, ensimmäinen ydinkysymys on yleensä: kuinka paksu kukin laminointi on? Verkkotaajuusmuuntajalle käytännön vastaus on 0,35 mm tai 0,50 mm . Useimmat standardi E-I-laminointikoot, noin EI-28:sta EI-96:een, on meistetty 0,50 mm suuntaamattomasta piiteräksestä, kun taas 0,35 mm valitaan, kun suunnittelun on vähennettävä tyhjäkäyntihäviötä, alhaisempi lämpötilan nousu tai vähennettävä kuuluvaa melua. Oppikirjojen vastauksissa yleisenä vaihteluvälinä mainitaan usein 0,25–0,5 mm; kaupalliset EI-leimaukset ovat kuitenkin 0,35 ja 0,50 mm, koska työkalut ja teräslajit ovat standardoituja.

Yksi piste aiheuttaa enemmän määrittelyvirheitä kuin mikään muu: laminoinnin paksuus on yksittäisen teräslevyn paksuus, ei pinotun ytimen leveys . Esimerkiksi 40 mm:n ydinrakenne sisältää 80 levyä 0,50 mm terästä tai noin 114 levyä 0,35 mm terästä. Näiden kahden arvon sekoittaminen on yleisin virhe EI-ytimen järjestyksessä.

50/60 Hz vakiomuuntajat: 0,35–0,50 mm
400 Hz ilmailu- ja teollisuuslaitteet: 0,10–0,20 mm
1–5 kHz invertterimuuntajat: 0,05–0,10 mm
Yli 10 kHz: ferriittiset tai amorfiset ytimet, ei leimattuja laminaatteja

Miksi laminoinnin paksuus säätelee suoraan ytimen menetystä

Laminaatiot ovat olemassa pyörrevirtojen rajoittamiseksi. Vaihtovirta saa aikaan kiertäviä virtoja teräksen sisällä; kiinteä rautapala kuljettaisi valtavia pyörrevirtoja ja ylikuumenisi muutamassa minuutissa. Ytimen leikkaaminen eristetyiksi levyiksi rajoittaa nämä virrat kunkin ohuen levyn tilavuuteen.

P _e = K _e × f² × B² × t²

Tässä pyörrevirtahäviölausekkeessa t on laminoinnin paksuus, f on taajuus, B on huippuvuon tiheys ja K _e on materiaalivakio. T²-termillä on eniten merkitystä: paksuuden kaksinkertaistaminen lisää pyörrevirtakomponenttia noin neljä kertaa, kun taas puolittaminen leikkaa komponentin neljännekseen. Hystereesihäviö sitä vastoin riippuu materiaalista ja vuotiheydestä, ei laminoinnin paksuudesta, joten ytimen kokonaishäviön parannus ohuemmasta teräksestä on aina pienempi kuin pelkkä pyörrevirran vähennys.

Suhteellinen pyörrevirtahäviö laminoinnin paksuuden mukaan (0,35 mm = 100)

33

0,20 mm

100

0,35 mm

204

0,50 mm

345

0,65 mm

Pyörrevirtahäviöasteikot laminoinnin paksuuden neliöllä; arvot ovat suhteellisia indeksejä, eivät absoluuttisia watteja.

Tyypillisessä 0,50 mm:n EI-ytimessä 50 Hz:llä tyhjäkäyntihäviö jakautuu karkeasti 55 % hystereesiin, 40 % pyörrevirtaan ja 5 % hajahäviöön:

Hystereesi 55 %
Pyörrevirta 40 %
Hajallaan 5 %

Likimääräinen häviöjako 0,50 mm:n M-45-luokan sydämelle taajuudella 50 Hz ja noin 1,5 T; pyörteiden osuus putoaa, kun käytetään ohuempaa terästä.

Siirtyminen 0,50 mm:stä 0,35 mm:iin tyypillisesti puolittaa pyörrevirran osuuden, minkä vuoksi 0,35 mm:n ydin on mitattavasti viileämpi ja kuluttaa vähemmän tyhjävirtaa. Rangaistus on korkeammat materiaalikustannukset ja hieman enemmän pinottavia arkkeja samalla ydinalueella.

Tyypillinen laminoinnin paksuus taajuuden, koon ja materiaalilaadun mukaan

Taajuus on ensimmäinen suodatin paksuutta valittaessa; materiaaliluokka on toinen. EI-muuntajat käyttävät yleensä suuntaamatonta piiterästä, koska E-I-muodossa on kulmia, joissa raesuuntausta ei voida täysin hyödyntää. Yleiset AISI-tunnukset ovat M-45, M-22 ja M-19, ja vastaavat arvot ovat olemassa IEC:n ja useimpien kansallisten standardien mukaan.

Taajuus, ei ytimen koko, on laminoinnin paksuuden ensisijainen tekijä.
Sovellus	Tyypillinen paksuus	Tyypillinen materiaali
50-60 Hz verkkomuuntajat	0,35-0,50 mm	M-45, M-22, M-19 (ei suunnattu)
400 Hz ilmailu- ja teollisuuslaitteet	0,10-0,20 mm	Ohut suuntaamaton tai rakeinen nauha
1–5 kHz invertterimuuntajat	0,05-0,10 mm	Nikkeli-rauta tai ohut silikoninauha
Yli 10 kHz	Ferriittisydän (ei sovellettavissa)	Mn-Zn ferriitti

AISI sähkö-teräs nimitykset; IEC-vastineet ovat yleisesti saatavilla.
Arvosana	Yhteinen paksuus	Tyypillinen rooli
M-45	0,50 mm	Yleiskäyttöiset EI-tehomuuntajat, kustannusherkät mallit
M-22	0,50 mm	Teolliset ohjaus- ja erotusmuuntajat kohtuullisilla häviörajoilla
M-19	0,35 mm	Tehokkaammat lääketieteelliset ja audio-EI-muuntajat
M-19 tai parempi	0,27-0,30 mm	Ensiluokkaiset pienihäviöiset mallit, joissa lisäkustannukset ovat hyväksyttäviä

Suhteellinen ytimen kokonaishäviöindeksi molemmilla paksuuksilla; ero levenee taajuuden myötä, koska pyörrevirtatermi skaalautuu f²:n kanssa.

Kuinka valita oikea laminointipaksuus

Valitse numeroilla, ei tavalla. Useimmat suunnittelijat käyvät läpi seitsemän pistettä ennen kuin sitoutuvat ydinmäärittelyyn:

Vahvista toimintataajuus ja mahdollinen vähennysvaatimus välillä 50–60 Hz.
Aseta tyhjäkäyntikatto asiakkaan määrityksen, hyötysuhdeluokan tai lämpötilan nousurajan mukaan.
Arvioi ydinhäviö suunnitellulla vuotiheydellä, yleensä 1,5–1,7 T 50 Hz EI-ytimellä.
Vertaa 0,50 mm:n ja 0,35 mm:n häviökäyriä samalle piiteräslaadulle.
Tarkista pinoamiskerroin: noin 0,95–0,97 0,50 mm:lle ja hieman pienempi 0,35 mm:lle, koska eristävä pinnoite vie suuremman osan jokaisesta levystä.
Vahvista hinta: ohuempi teräs maksaa enemmän kiloa kohden ja tarvitsee enemmän levyjä saavuttaakseen saman rautaalueen.
Rakenna prototyyppi ja tarkista tyhjäkäyntivirta, lämpötilan nousu ja ääni ennen hyväksyntää.

Jos sydänikkuna on jo kiinteä ja muuntaja käy kuumana, 0,35 mm on käytännöllinen parannus, koska se vähentää pyörrevirtaosuutta häviöstä. Jos suunnittelu on kustannuslähtöistä ja lämpötilan nousu on hyväksyttävä, 0,50 mm pysyy älykkäämpänä oletuksena 50/60 Hz:n töissä.

Yksi piilotettu riski ansaitsee huomion: erittäin ohuita levyjä on vaikeampi leimata puhtaaksi, ja rei'itetyissä reunoissa olevat purseet oikosulkevat viereiset laminaatit . Määritä pursekorkeusraja ostosopimuksessa, muuten ohuen teräksen ylimääräiset kustannukset voivat kadota reunaoikosulkuun.

Mitä tulee tarkistaa hankittaessa laminointia tai valmiita EI-muuntajia

Tietolomakkeen paksuus ei aina ole laatikon paksuus. Toimittajaa hyväksyttäessä kolmella mittauksella on eniten merkitystä: levyn paksuus, jäysteen korkeus ja pinoamiskerroin. Mittaa levyn paksuus mikrometrillä kolmesta tai useammasta pisteestä ja vertaa sekä keskiarvoa että leviämistä kaupalliselle sähköteräkselle tyypilliseen ±0,03 mm toleranssiin. Purseen korkeuden rei'itetyissä reunoissa tulee pysyä 0,05 mm tai sen alapuolella, mieluiten 0,03 mm 0,35 mm teräkselle. Pinoamiskerroin on mitattu pinon korkeus jaettuna arkkien lukumäärän ja arkin nimellispaksuuden tulolla; odota vähintään 0,95 lakatuille 0,50 mm laminoinneille.

Nämä hyväksyntätarkastukset havaitsevat useimmat keskeiset määritysvirheet ennen kallista uudelleenkäsittelyä.
Parametri	Tyypillinen hyväksyntä	Miksi sillä on väliä
Levyn paksuus	Nimellinen ± 0,03 mm	Pyörrevirtahäviö riippuu t²:stä, joten toleranssisiirto muuttaa häviökäyrää suoraan
Pureen korkeus	≤ 0,05 mm (0,03 mm ihanteellinen)	Pursee vierekkäiset laminaatit oikosulkuun, nostaen tyhjävirtaa ja luoden kuumia kohtia
Pinoamiskerroin	≥ 0,95 0,50 mm:lle	Pienempi kerroin pakottaa korkeamman pinon ja korkeamman kuparihinnan samalle rauta-alueelle
Laminaarien välinen pinnoite	C-2, C-3 tai hehkutettu pinnoite	Pinnoitteen eheys saa ohuet levyt käyttäytymään erillisinä magneettipiireinä
Kuormittamaton häviö nimellisarvolla V/Hz	±10 %:n sisällä noteeratusta arvosta	Vahvistaa, että toimitettu laatu ja paksuus vastaavat mallia

Valmistaja, jolla on vakiintunut EI-muuntajalinja, tukee yleensä tätä tarkastusta tuotantotiedoilla. Ningbo Chuangbiao joukkue, joka esiteltiin yrityksen Tietoja-sivu , luettelee EI-muuntajat erikoisuutena ja toteaa, että jokainen muuntaja läpäisee täydellisen sähkötestin ennen toimitusta. Jos projektisi tarvitsee ei-standardista EI-kokoa tai tiettyä piiteräslaatua, ilmoita laminoinnin paksuus, häviöraja ja testiolosuhteet. mukautuspyyntö joten tehdas mittaa juuri sen mitä mittaat.

EI-ytimen laminoinnin paksuus: yleisiä kysymyksiä, suorat vastaukset

Onko 0,35 mm aina parempi kuin 0,50 mm?

Ei. 50/60 Hz:llä 0,35 mm vähentää sydänhäviön pyörrevirtakomponenttia suunnilleen puoleen verrattuna samanlaatuiseen 0,50 mm:iin, mutta teräs maksaa enemmän ja pino tarvitsee enemmän arkkeja. Pienille muuntajille, joissa on mukava lämpötilamarginaali, 0,50 mm on taloudellinen ja todistettu valinta. Valitse 0,35 mm, kun spesifikaatiossa on asetettu tyhjäkäyntihäviöraja, matala lämpötilan nousutavoite tai jatkuva käyttö.

Korjaako kuuman muuntajan vaihtaminen 0,50 mm:stä 0,35 mm:iin ylikuumenemisen?

Todennäköisesti, mutta se ei ole drop-in-vaihto. Ohuemmat laminaatit pienentävät sydänhäviön pyörrevirtaosuutta, jolloin sydämen lämpötila laskee ja tyhjäkäyntivirta laskee. Arkkien määrä muuttuu samalla ydinalueella, ja uusi tyhjävirta, lämpötilan nousu ja kuuluva ääni on tarkistettava uudelleen prototyypissä ennen tuotantoa.

Mitä paksuutta 400 Hz EI-muuntajan tulisi käyttää?

Noin 0,10-0,20 mm. Koska pyörrevirtahäviö skaalautuu f²:llä, 0,50 mm:n teräksestä rakennettu sydän ylikuumenisi nopeasti 400 Hz:llä. Siirtyminen 0,20 mm:iin leikkaa pyörrevirtakomponentin noin 16 %:iin sen 0,50 mm:n arvosta samalla vuontiheydellä.

Voinko mitata laminoinnin paksuutta purkamatta valmis muuntajaa?

Vain suunnilleen. Ytimen reunassa näkyy levyn viivat, mutta ulkolevyssä on yleensä maalia tai lakkaa, joten lukemasi sisältää pinnoitteen. Käytä vastaanottotestaukseen ylimääräistä laminointia tai keskeneräistä ydintä, ota lukemat useista pisteistä mikrometrillä ja keskiarvo niiden sijaan sen sijaan, että luotat yhteen mittaukseen.

Bottom line: Useimmille 50/60 Hz EI-muuntajille 0,50 mm on kustannustehokas oletusarvo ja 0,35 mm pienemmän häviön päivitys. Laita kyselyyn laminoinnin paksuus, teräslaatu, purseraja ja tyhjäkäyntitesti ja tarkista yrityksen kotisivut tuotevalikoiman taustaa ennen kuin sitoudut toimittajaan.