導(dǎo)磁體概述
發(fā)布時(shí)間:2018-10-19點(diǎn)擊:4595
顧名思義,導(dǎo)磁體就是容易導(dǎo)磁的物體,導(dǎo)磁體的磁阻很小,易于磁通通過;不僅如此,導(dǎo)磁體的作用還能夠控制磁通的密度和方向,改變感應(yīng)器中的電流分布,達(dá)到所需要的各種加熱要求。
導(dǎo)磁體,開始是從俄語的"магнитопровод"一詞翻譯過來的,而在英文中則名為磁通集中器(Magnetic Flux Concentrator),或磁通控制器(Magnetic Fluxtrol) 或鐵心(core)。它是由磁性材料制成的疊片或塊狀元件,在感應(yīng)加熱中應(yīng)用。
導(dǎo)磁體按使用時(shí)的頻率分為:中頻導(dǎo)磁體,超音頻導(dǎo)磁體和高頻導(dǎo)磁體。對應(yīng)頻率分別為2-10KHz,20-100KHz,100KHz以上。導(dǎo)磁體主要用于高頻,中頻淬火加熱工藝,有效提高加熱淬火效率。
過去對中頻導(dǎo)磁體,習(xí)慣使用的是硅鋼片疊片或純鐵片疊片。為減少鐵損,選擇硅鋼片的厚度是隨頻率的提高而減薄,理論上硅鋼片的厚度應(yīng)小于它的電流透入深度。如中頻導(dǎo)磁體,當(dāng)f=8~10kHz,選用0.2~0.35mm厚。由于制造技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)外冷軋鋼片已有0. 05 mm厚度的產(chǎn)品,在強(qiáng)冷下可用于100kHz,但價(jià)格昂貴。
由于頻率高達(dá)500kHz,高頻導(dǎo)磁體只能用粉末制造。其粉末顆粒極細(xì),經(jīng)壓制燒結(jié)而成,但在高頻電流下,還會(huì)發(fā)熱。
原蘇聯(lián)與我國早在20世紀(jì)50年代已生產(chǎn)了鐵氧體高頻導(dǎo)磁體。燒結(jié)成陶瓷狀的高頻導(dǎo)磁體的缺點(diǎn)是硬而脆,極難加工,只能定制定型,影響其使用與推廣。
鐵氧體高頻導(dǎo)磁體,國內(nèi)有多家導(dǎo)磁體廠生產(chǎn),除此之外,無線電器材廠生產(chǎn)的軟磁鐵氧體材料,有更高的居里點(diǎn)溫度( 500℃)與工作頻率(300~700MHz)。
工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展了可加工導(dǎo)磁體,可直接車、銑、刨、磨進(jìn)行機(jī)加工,大方便了生產(chǎn)使用,但只美、日等國家有此產(chǎn)品。下表列出美國的Fluxtrol公司的可加工導(dǎo)磁體的主要性能參數(shù)。
可加工導(dǎo)磁體以圓柱體、矩形長條及板塊供應(yīng),可以機(jī)械加工成所需形狀??杉庸?dǎo)磁體一般由羰基鐵制造,又稱磁電介質(zhì),由極細(xì)的鐵粉與粘接劑經(jīng)模壓烘干而成。鐵粉顆粒之間是絕緣的。使用頻率愈高的導(dǎo)磁體,要求越細(xì)的鐵粉;可加工導(dǎo)磁體的密度越大,磁導(dǎo)率亦越高。導(dǎo)磁體的耐熱性取決于粘接劑的材料?,F(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到粘接劑的熱導(dǎo)率也十分重要。試驗(yàn)證明,粘接劑的熱導(dǎo)率越高,導(dǎo)磁體降溫越快。
可加工導(dǎo)磁體的使用壽命與它的使用溫度有關(guān)。與硅鋼片導(dǎo)磁體一樣,感應(yīng)器設(shè)計(jì)上要使有效圈能良好地將導(dǎo)磁體上的熱帶走。
手成形導(dǎo)磁體也稱泥糊狀導(dǎo)磁體或膠泥狀導(dǎo)磁泥,是導(dǎo)磁粉與粘接劑的混合物,有點(diǎn)像小朋友玩的橡皮泥,用手可捏成所要求的形狀,擠壓到需要貼的銅管上,再通過包扎、烘干,可以與銅管結(jié)合成一體。美國Fluxtrol公司生產(chǎn)的手成形導(dǎo)磁體Alpha Form 主要應(yīng)用于不適合鑲裝可加工導(dǎo)磁體的部位,或加工難度大易損率高的形狀,如極薄,多孔多尖角的形狀,甚至可以先做出模具再把Alpha Form導(dǎo)磁體填充壓實(shí)再高溫定型后脫模即可。其性能與對應(yīng)頻率的固態(tài)可加工導(dǎo)磁體相似,但因其粘接劑含量高,密度與磁導(dǎo)率均比固態(tài)的可加工導(dǎo)磁體低一些。
應(yīng)用實(shí)例有小內(nèi)孔及盤香型平面感應(yīng)器,小內(nèi)孔是多匝的,由于有中心回路導(dǎo)管,因此,從截面上計(jì)算,3個(gè)管外徑加2個(gè)絕緣間隙即等于內(nèi)孔感應(yīng)器外徑,而此絕緣間隙一般不小于2mm,用手成形導(dǎo)磁體充填此間隙,起到絕緣層與提高感應(yīng)器效率的雙重作用,因此,要求手成形導(dǎo)磁體有良好的電阻率。下圖為美國Fluxtrol公司的Alpha Form導(dǎo)磁體應(yīng)用的實(shí)例。