Nanokristalline Kerne für EMV, Stromwandler und Leistungstransformation

Nanokristalline Kerne – leistungsstarke Lösungen für Transport, Energie und Industrie

Nanokristalline Kerne sind die perfekte Lösung für EMV (Gleichtaktdrosseln, CMC), Mittelfrequenztransformatoren bis etwa 80 kHz, Stromwandler (CT) und Sensorkerne für Fehlerstromschutzschalter (FI).

Unsere nanokristallinen Kerne decken einen Permeabilitätsbereich von 5.000 bis mehreren 100.000 ab und verfügen über eine Sättigungsinduktion von bis zu 1,7 T. Kerne aus dem Standardmaterial gewährleisten durch geringe Verluste eine extrem kompakte Bauweise. Wir bieten auch spezielle Hystereseschleifen (R, Z) und verschiedene Formen an, wie Ringkerne, ovale und rechteckige Formen, E-Kerne, Stäbe und weitere kunden­spezifische Designs.

Mit unserem Magnetic Products Technology Centre, das unsere Marke Acal BFi kOr verantwortet, unterstützen wir Sie bei der Auswahl des richtigen Materials und der richtigen Form und Ausführung für Ihre Anwendung. Unser Team widmet sich gerne der schnellen und effizienten Entwicklung maßge­schneiderter Produkte für Ihre speziellen Anforderungen.

Produktlinien in Nanokristalline Kerne

Nanoperm Nanokristalline Kerne
Magnetec
Nanoperm Nanokristalline Kerne

Nanokristalline weichmagnetische Bandkerne für EMI, speziell entwickelt, um Motorlagerströme zu reduzieren.

Nanokristalline Magnetkerne Acal BFi kOr
Acal BFi kOr
Nanokristalline Magnetkerne Acal BFi kOr

Maßgeschneiderte nanokristalline Kerne für Leistungs- und EMV-Anwendungen sowie Stromwandler (CT) und Fehlerstromschutzschalter (FI).

Nanokristalline Kerne
Magnetics Inc.
Nanokristalline Kerne

Nanokristalline Kerne sind ideal für Gleichtaktdrosseln aufgrund ihrer hohen Permeabilität, ihrer geringen Verluste und ihrer hohen Sättigung (1,25 T). Sie bieten eine kleinere Größe, höhere Stromkapazität und bessere Leistung als Ferritkerne, insbesondere bei hohen Frequenzen und Temperaturen.

FAQs zu nanokristallinen Kernen – Eigenschaften, Materialien und Anwendungen

Häufig gestellte Fragen zu nanokristallinen Kernen

Es handelt sich um Metalllegierungen, die direkt aus der Schmelze als ca. 20 µm dicke Folie (Band) im sogenannten Rascherstarrungsprozess gegossen werden. Durch das plötzliche Erkalten bleibt ein amorpher (glasartiger) Zustand erhalten. Einige Legierungen werden bereits in diesem Zustand verwendet: amorphe Magnetmaterialien. Bei nanokristallinen Materialien erzeugt eine anschließende Wärmebehandlung, teilweise im Magnetfeld, eine Nanostruktur mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften: hohe Permeabilität, geringe Verluste, geringe Magnetostriktion und eine Sättigungsinduktion von über 1,2 T.

Das Band wird auf Breite geschnitten und zu ringförmigen Zylindern (Ringkernen) gewickelt. Bei Bedarf werden diese in anderen Formen fixiert (oval, rechteckig). Es folgt eine Wärmebehandlung in Schutzatmosphäre, teilweise im Magnetfeld. Dabei wird der Kern in der gewünschten Form entspannt und die Magneteigenschaften werden eingestellt. Danach erfolgt die Beschichtung oder Verklebung in ein Gehäuse. Zur Stabilisierung können die Kerne auch imprägniert werden.

Das Besondere ist die Flexibilität: Aus demselben Rohmaterial lassen sich bei der Wärmebehandlung unterschiedliche Eigenschaften erzeugen.

Möglich sind:

  • flache Hystereseschleifen mit Permeabilitäten von wenigen Tausend bis ca. 200.000
  • runde Schleifen mit Maximalpermeabilitäten bis 600.000
  • rechteckige Schleifen mit Remanenzwerten von 90–97 % der Sättigungsinduktion

Dank 3–4 × höherer Sättigungsinduktion, besserer Permeabilität bis ca. 100 kHz und Temperaturresistenz bis 200 °C eignen sie sich hervorragend für:

  • kompakte, verlustarme Transformatoren (5–100 kHz)
  • platzsparende, breitbandige Gleichtaktdrosseln
  • FI-Kerne und Stromwandler mit hoher Linearität
  • Gegentaktdrosseln unter bestimmten Bedingungen

Typische Einsatzbereiche: Automotive, Luftfahrt, Installationstechnik, Robotik.

Ja, es existieren mehrere Materialklassen. Für industrielle Anwendungen hat sich ein Material mit dem besten Kosten-Nutzen-Verhältnis durchgesetzt – ursprünglich unter dem Namen Finemet von Hitachi Metals entwickelt. Heute gibt es zahlreiche Varianten.

Magnetostriktion beschreibt die Wechselwirkung zwischen Magnetisierung und mechanischer Verformung. Dies kann z. B. das Trafobrummen verursachen. Druck durch Montage oder Wicklung verändert die Magneteigenschaften. Mit optimalem Prozess (z. B. Acal BFi kOr 120) kann praktisch Magnetostriktionsfreiheit erreicht werden – Voraussetzung für stabile Permeabilitäten >100.000.

Die Qualität hängt von der Prozesssicherheit bei Band- und Kernherstellung ab. Nur wenige Bandhersteller weltweit liefern konstante Qualität. Seriöse Kernhersteller verwenden dieses Bandmaterial und bieten Erfahrungen in der Serienfertigung, kunden­spezifische Anpassungen sowie stabile Versorgungssicherheit.

Acal BFi bietet das magnetostriktionsfreie Standardmaterial kOr 120 sowie spezialisierte Varianten kOr 118 und kOr 122. Ring- und Schnittbandkerne sind in etablierten Standardgrößen erhältlich. Acal BFi entwickelt auf Wunsch kunden­spezifische Lösungen hinsichtlich Form, Abmessung, Permeabilität, Remanenz, Schnitt, Luftspalt, Gehäuse oder Beschichtung – effizient und kostengünstig.

Permeabilität beschreibt die Fähigkeit, magnetische Feldlinien zu leiten. Eine hohe Permeabilität erhöht Induktivität und Impedanz (z. B. in FI-Kernen oder Gleichtaktdrosseln). Bei hohen Frequenzen zählt eher die Verlustarmut. Geringe Permeabilität ist vorteilhaft für hohe Sättigungsströme, z. B. bei Gegentaktdrosseln oder DC-sensitiven Stromwandlern.

Geschnittene (imprägnierte) Kerne enthalten Luftspalte zur gezielten Reduktion der Permeabilität (z. B. 2.500–10.000). Größere Luftspalte erlauben die Einstellung auf kleinere Werte und verbessern Linearität sowie Sättigungsfestigkeit – z. B. bei Flyback-Trafos oder Gegentaktdrosseln im Vergleich zu Pulverkernen.

Beschichtete Kerne oder solche im Gehäuse können direkt mit Lackdraht bewickelt werden. Für Trafowicklungen oder CMCs sind Trennstege möglich. Schnittbandkerne werden oft roh geliefert und über Wickelkörper verwendet. Bei Hochstromanwendungen erfolgt die „Bewicklung“ durch das Durchführen von Kabeln oder Stromschienen.