مركزات التدفق المغناطيسي لفائف التسخين بالحث: الاختيار والتصنيع

مركزات التدفق المغناطيسي يتم استخدامها غالبًا على ملفات التسخين بالحث لتوجيه المجال المغناطيسي نحو منطقة محددة من قطعة العمل. يمكن لمركز مناسب تحسين الاقتران المغناطيسي, تقليل التدفق المتشتت والمساعدة في تشكيل نمط التسخين.

المادة نفسها, لكن, تعمل في ظروف قاسية. تتعرض لمجال مغناطيسي متناوب, إشعاع حراري من قطعة العمل, الاهتزاز, ماء التبريد والتسخين والتبريد المتكرر. قد لا تكون المادة التي تؤدي جيدًا عند تردد معين أو على محث واحد مناسبة لآخر.

لهذا السبب, يجب أن يبدأ اختيار مركز تدفق مغناطيسي بظروف تشغيل نظام التسخين بالحث, وليس مجرد اختيار المادة التي لها أعلى نفاذية مغناطيسية.

يعمل مركز تدفق مغناطيسي على توجيه المجال المغناطيسي إلى منطقة محددة من قطعة العمل — نفس الملف موضح مع وبدون مركز التركيز.

1. التردد يأتي أولاً	2. ما الخصائص المهمة
3. فيريت, فولاذ السيليكون أو المركب	4. احتياطات التشغيل الآلي

1. التردد يأتي أولاً

السؤال الأول هو ما إذا كانت المادة المغناطيسية مناسبة ل تردد التشغيل مزود الطاقة الحثي.

المواد المغناطيسية المختلفة لها نطاقات تردد مفيدة مختلفة. إذا تم استخدام المُركِز فوق النطاق الذي صُمم له, يمكن أن ترتفع الخسائر المغناطيسية بسرعة وقد تبدأ المادة في التسخين.

تعتمد طريقة الفشل على المادة.

فيريت يمكن أن تفقد خصائصها المغناطيسية عندما ترتفع درجة حرارتها عن درجة حرارة كوري الخاصة بها. شرائح السيليكون الصلب قد يسخن, تتأكسد أو حتى تصبح حمراء بشكل واضح في ظل الظروف القاسية. في مركب مغناطيسي قابل للتشغيل المواد, يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المفرطة إلى إتلاف الرابط الذي يجمع الجزيئات المغناطيسية معًا, مما يؤدي في النهاية إلى التشقق أو التفتت.

ولهذا السبب يجب التحقق من توافق التردد قبل النفاذية, الشكل أو سهولة التصنيع.

يجب أن يؤخذ التردد الفعلي المسموح به من البيانات الفنية للشركة المصنعة للمادة. ليس من المستحسن تعيين نطاق تردد عالمي واحد للفريت, فولاذ السيليكون الرقائقي أو المواد المغناطيسية المركبة, منذ الدرجات والصيغ تختلف إلى حد كبير.

تردد التشغيل ليس السبب الوحيد لتسخين الموّحد. شدة المجال, سماكة الموّحد, ظروف التبريد وموقعه بالنسبة للقطعة جميعها تؤثر على الفاقد. المادة التي تكون تقنياً ضمن نطاق ترددها يمكن أن تسخن بشكل زائد إذا كان الملف الحثي مصمماً بشكل سيء أو التبريد غير كافٍ.

2. ما الخصائص المهمة عند اختيار مركّز التدفق?

بعد تأكيد ملاءمة التردد, عدة خصائص للمادة يجب أخذها في الاعتبار معًا.

النفاذية المغناطيسية يؤثر على مدى سهولة مرور التدفق المغناطيسي عبر المادة. يمكن أن تساعد النفاذية الأعلى في توجيه وتركيز التدفق المغناطيسي حول منطقة التسخين المطلوبة. لا ينبغي, لكن, يتم التعامل معها على أنها بسيطة "الأعلى"., كلما كان ذلك أفضل” مواصفة. القيمة المفيدة تعتمد على التردد, قوة المجال المغناطيسي, الخسائر المادية وهندسة المكثف.

المقاومية الكهربائية مهم لأن المكثف نفسه يقع في مجال مغناطيسي متناوب. التيارات الدوامية المتولدة داخل المادة تسبب تسخينًا إضافيًا. تعمل المقاومة الكهربائية العالية عمومًا على تقليل خسائر التيار الدوامي هذه. وهذا هو أحد أسباب إضافة السيليكون إلى الفولاذ الكهربائي, ولماذا يمكن أن تكون الفريت والمواد المركبة ذات الجسيمات المعزولة مفيدة في التطبيقات ذات التردد العالي.

المواد سلوك التشبع يجب أن يُؤخذ في الاعتبار أيضًا. عندما يصبح كثافة التدفق المغناطيسي عالية جدًا, يقترب المادة المغناطيسية من التشبع وتقل قدرتها على تركيز الحقل بشكل أكبر. هذا مهم بشكل خاص حول المحاثات عالية كثافة القدرة والمناطق التي يكون فيها الحقل المغناطيسي مركزًا بقوة.

درجة حرارة كوري هي حد عملي آخر. مركز التدفق يتلقى الحرارة من اتجاهين: الخسائر المغناطيسية تولد حرارة داخل المادة, بينما يشع الجسم الساخن الحرارة نحوها. إذا تجاوزت درجة حرارة المادة نقطة كوري الخاصة بها, تتدهور خصائصها المغناطيسية بشكل حاد.

جيد التوصيل الحراري يساعد على التحكم في هذه المشكلة. غالبًا ما يتم تركيب المكثفات مباشرة على أنبوب نحاسي أو مشتت حراري نحاسي. يمكن بعد ذلك نقل الحرارة إلى الهيكل النحاسي المبرد بالماء. قد تستمر المادة ذات النقل الحراري الضعيف في تراكم الحرارة حتى عندما تكون لفيفة الحث نفسها مبردة بشكل كافٍ.

الخصائص الميكانيكية سهلة التجاهل. قد يتعرض المكثف المثبت على ملف الحث الصناعي للاهتزاز, الصدمة الحرارية, سائل التبريد, الصدأ, الرطوبة ودرجة الحرارة المتكررة ركوب الدراجات. مقاومة التشقق, لذلك فإن التآكل والصدمات الحرارية مهمان بقدر أداء المغناطيس عند الحاجة إلى عمر خدمة طويل.

أخيرًا, يجب أن يكون المادة مناسبة للمتطلبات المطلوبة الشكل الهندسي. غالبًا ما تستخدم لفائف الحث مراكز بها فتحات, أسطح منحنية, على شكل حرف U أو Π-أقسام مشكّلة وغيرها من الأشكال المخصصة. المواد التي تؤدي أداءً مغناطيسيًا جيدًا ولكن لا يمكن إنتاجها بالشكل المطلوب قد تكون غير عملية لذلك المحث.

3. فيريت, الفولاذ السليكوني أو المواد المغناطيسية القابلة للتشكيل?

لا يوجد مادة مغناطيسية واحدة هي الأفضل لكل ملف تحريض.

في الممارسة العملية, عادةً ما يتضمن اختيار المادة تسوية بين الأداء المغناطيسي, تردد التشغيل, درجة الحرارة, القوة الميكانيكية, التبريد, الهندسة والتكلفة. استبدال نوع واحد من المكثفات بآخر ببساطة دون النظر إلى الملف الكامل قد يغير ذلك نمط التسخين بدلاً من تحسينه.

4. احتياطات التشغيل الآلي للمواد المغناطيسية القابلة للتشغيل الآلي

عادةً ما يتم إنتاج الموصلات المغناطيسية القابلة للتشغيل الآلي عن طريق خلط مسحوق الفيرومغناطيس مع رابط, يتبعه الضغط والمعالجة. بعض المواد عالية الكثافة يمكن أن تظهر خصائص اتجاهية, لذا يجب أخذ الاتجاه في الاعتبار عند تصنيع أشكال مثل Π-نوع الموصلات.

توجد مشكلة مشابهة عندما Π-تصنع الدوائر المغناطيسية المشكلة من رقائق الفولاذ السيليكون الموجه. اتجاه المادة المغناطيسية بالنسبة لمسار التدفق يمكن أن يؤثر على النتيجة النهائية.

رقائق الصلب السيليكوني تتطلب أيضًا اهتمامًا بعد السَكّ. يجب إزالة الحواف المتبقية على الأطراف. إذا كانت الرقائق المتجاورة متصلة كهربائيًا من خلال الحواف المتبقية, يمكن أن تتأثر العزل بين الصفائح وقد تزداد خسائر التيار الدوامي.

عادةً يمكن معالجة المواد المغناطيسية المركبة القابلة للتشكيل باستخدام العمليات التقليدية مثل الخراطة, الحفر, الفرز والطحن.

ينبغي أن تكون أداة القطع حادة. تساعد تغذية صغيرة نسبيًا وسرعة قطع مناسبة على تقليل الانكسار والإجهاد الميكانيكي الزائد على المادة.

عادةً ما يتم التشغيل دون سائل قطع تقليدي ما لم يحدد مورد المادة غير ذلك. الهدف هو تجنب إدخال السوائل أو الملوثات التي قد تؤثر على الهيكل المسامي أو المرتبط للمواد.

الأسئلة المتداولة

انقر فوق سؤال لتوسيع الإجابة.

هل يمكن استخدام مادة مركزة واحدة عبر أي مدى ترددي?

لا. لكل مادة مغناطيسية مدى ترددي مفيد. أعلى من هذا النطاق, تتصاعد الخسائر المغناطيسية ويمكن أن يبدأ المكثف في تسخين نفسه — يفقد الفريت خصائصه بعد نقطة كوري, يتأكسد السيليكون الصلب, ويمكن أن تتشقق المجلدات المركبة. تحقق دائمًا من بيانات الشركة المصنعة للدرجة المحددة.

لماذا غالبًا ما يكون القطع بالتفريغ الكهربائي (EDM) أو القطع بالأسلاك EDM غير مناسب للمركبات المغناطيسية القابلة للقطع بالآلات؟?

تتكون هذه المركبات من جزيئات مغناطيسية معزولة كل على حدة ومثبتة معًا بواسطة مادة رابطة ذات موصلية ضعيفة, لذلك يختلف سلوكها الكهربائي عن المعدن الصلب. نظرًا لأن EDM يعتمد على التوصيل الكهربائي, فإنه غير مناسب للعديد من هذه الدرجات. تحقق من طريقة التشغيل بالنسبة للمادة المحددة قبل المتابعة.

كيف أعرف إذا كان مركز التدفق يسخن أكثر من اللازم؟?

راقب التغير في اللون, تشقق السطح, أو انخفاض كفاءة التسخين. يمكن أن يأتي ارتفاع درجة الحرارة من شدة المجال المفرطة, تبريد غير كاف, أو وضع ضعيف بالنسبة لقطعة الشغل — حتى عندما تكون المادة ضمن نطاق التردد المقدر لها.