导磁体概述
顾名思义,导磁体 就是 容易导 磁 的物体 , 导磁体的磁阻很小,易于磁通通过 ; 不仅如此,导磁体的作用还能够控制磁通的密度和方向,改变感应器中的电流分布,达到所需要的各种加热要求。
导磁体, 开始 是从俄语的 "магнитопровод"一词翻译过来的,而在英文中则名为磁通集中器(Magnetic Flux Concentrator),或磁通控制器(Magnetic Fluxtr ol ) 或铁心(core)。它是由磁性材料制成的叠片或块状元件 , 在感应加热中应用。
导磁体 按使用时的频率 分为 :中频导磁体,超音频导磁体 和 高频导磁体。 对应 频率分别为 2-10KH z , 2 0- 100 KH z , 1 00KHz 以上 。导磁体主要用于高频,中频淬火加热工艺,有效提高加热淬火效率。
过去对中频导磁体,习惯使用的是硅钢片叠片或纯铁片叠片。为减少铁损,选择硅钢片的厚度是随频率的提高而减薄,理论上硅钢片的厚度应小于它的电流透入深度。如中频导磁体,当 f=8~10kHz,选用0.2~0.35mm厚。由于制造技术的发展,国内外冷轧钢片已有0. 05 mm厚度的产品,在强冷下可用于100kHz,但价格昂贵。
由于频率高达 500kHz,高频导磁体只能用粉末制造。其粉末颗粒极细,经压制烧结而成,但在高频电流下,还会发热。
原苏联与我国早在 20世纪50年代已生产了铁氧体高频导磁体。烧结成陶瓷状的高频导磁体的缺点是硬而脆,极难加工, 只能定制定型, 影响其使用与推广。
铁氧体高频导磁体,国内有多家导磁体厂生产,除此之外,无线电器材厂生产的软磁铁氧体材料,有更高的居里点温度( 500 ℃ )与工作频率( 300~700MHz)。
工业发达国家发展了可加工导磁体, 可直接车、铣、刨、磨进行机加工,大方便了生产使用,但只 美、日等国家有 此 产品。 下 表列出美国的 Fluxtrol公司的 可加工导磁体的主要性能 参数 。
可加工导磁体以圆柱体、矩形长条及板块供应,可以机械加工成所需形状。可加工导磁体一般由羰基铁制造,又称磁电介质,由极细的铁粉与粘接剂经模压烘干而成。铁粉颗粒之间是绝缘的。使用频率愈高的导磁体,要求越细的铁粉;可 加 工导磁体的密度越大,磁导率亦越高。导磁体的耐热性取决于粘接剂的材料。现在人们认识到粘接剂的热导率也十分重要。试验证明,粘接剂的热导率越高,导磁体降温越快。
可加工导磁体的使用寿命与它的使用温度有关。与硅钢片导磁体一样,感应器设计上要使有效圈能良好地将导磁体上的热带走。
手成形导磁体也称泥糊状导磁体或 胶泥状 导磁泥,是导磁粉与粘接剂的混合物,有点像 小朋友玩的 橡 皮 泥,用手可捏成所要求的形状,挤压到需要贴的铜管上,再通过包扎、烘干,可以与铜管结合成一体。美国 Fluxtrol 公司生产的手成形导磁体 Alpha Form 主要应用于不适 合 镶装可加工导磁体的部位, 或加工难度大易损率高的形状,如极薄,多孔多尖角的形状,甚至可以先做出模具再把 Alpha Form导磁体填充压实再高温定型后脱模即可。 其性能与对应 频率 的 固态 可加工导磁体相似,但因其粘接剂含量高,密度与磁导率均比 固态的 可加工导磁体低一些。
应用实例有小内孔及盘香型平面感应器,小内孔是多匝的,由于有中心回路导管,因此,从截面上计算, 3个管外径加2个绝缘间隙即等于内孔感应器外径,而此绝缘间隙一般不小于2mm,用手成形导磁体充填此间隙,起到绝缘层与提高感应器效率的双重作用,因此,要求手成形导磁体有良好的电阻率。 下 图为美国 Fluxtrol公司 的 Alpha Form导磁体 应用的实例。
2018-10-19