Nanokristallijne kernen voor EMI-bescherming, stroomtransformatoren en vermogensomvorming

Nanokristallijne kernen – hoogwaardige oplossingen voor transport, energie en industrie

Nanokristallijne kernen zijn de perfecte oplossing voor EMI-afschermingstoepassingen (Gemeenschappelijke modus smoorspoelen CMC), middenfrequentietransformatoren tot ongeveer 80 kHz, stroomtransformatoren (CT) en sensoren voor reststroomapparaten (RCD).

Onze nanokristallijne kernen bestrijken een doorlaatbaarheidsbereik van 5000 tot enkele 100.000 en hebben een verzadigingsinductie tot 1,7 T, waardoor ze weinig verliezen vertonen bij compacte ontwerpen. Wij bieden speciale hysteresislussen (R, Z) en verschillende vormen, waaronder toroïden, ovale en rechthoekige vormen, E-kernen, staven en op maat gemaakte ontwerpen van dun lint.

In ons Magnetic Products Technology Centre, waar we ons merk Acal BFi kOr beheren, helpen we u bij het selecteren van het juiste materiaal, de juiste vorm en de juiste afwerking voor uw toepassing. Ons team is toegewijd aan het snel en efficiënt ontwikkelen van producten op maat, zodat u verzekerd bent van de beste oplossing voor uw behoeften.

Productassortimenten in Nanokristallijne kernen

Nanoperm Nanocrystalline Cores
Magnetec
Nanoperm Nanocrystalline Cores

Nanokristallijne zachte magnetische bandgewonden kernen voor EMI, speciaal ontworpen om motor-lagerstromen te verminderen.

Nanokristallijne magnetische kernen Acal BFi kOr
Acal BFi kOr
Nanokristallijne magnetische kernen Acal BFi kOr

Op maat gemaakte nanokristallijne kernen voor vermogens- en EMC-toepassingen en stroomtransformatoren (CT) en aardlekschakelaars (RCCB).

Nanocrystalline cores
Magnetics Inc.
Nanocrystalline cores

Nanokristallijne kernen zijn ideaal voor common mode smoorspoelen vanwege hun hoge permeabiliteit, lage verliezen en hoge verzadiging (1,25 T). Ze bieden een kleinere afmeting, hogere stroomcapaciteit en betere prestaties dan ferrietkernen, vooral bij hoge frequenties en temperaturen.

Veelgestelde vragen over nanokristallijne kernen – eigenschappen, materialen en toepassingen

Veelgestelde vragen over nanokristallijne kernen

Dit zijn metaallegeringen die vanuit de smelt snel worden afgekoeld tot linten van ongeveer 20 µm dik door middel van een snel stollingsproces. Door de plotselinge afkoeling blijft een amorfe (glasachtige) structuur behouden. Sommige legeringen worden in deze toestand direct gebruikt als amorfe magnetische materialen. Bij nanokristallijne materialen ontstaat door een daaropvolgende warmtebehandeling – soms in een magnetisch veld – een nanostructuur die uitstekende magnetische eigenschappen oplevert: hoge doorlaatbaarheid, lage verliezen, lage magnetostrictie en een hoge verzadigingsinductie (>1,2 T).

Het lint wordt op breedte gesneden en tot ringvormige cilinders (ringmagneten) gewikkeld. Indien nodig worden deze met behulp van mallen in andere vormen (ovaal, rechthoekig) gefixeerd. Daarna volgt een warmtebehandeling in een beschermende atmosfeer, soms in een magnetisch veld, om de kern te ontspannen en de gewenste magnetische eigenschappen vast te leggen. De kern wordt vervolgens gecoat of in een behuizing gelijmd en eventueel geïmpregneerd voor extra stabiliteit.

Een fascinerend aspect van nanokristallijne materialen is hun flexibiliteit. Door de warmtebehandeling aan te passen, kan een breed scala aan magnetische eigenschappen worden ingesteld:

  • Vlakke (lineaire) hysteresislussen met doorlaatbaarheden van enkele duizenden tot ongeveer 200.000
  • Ronde lussen met maximale doorlaatbaarheden tot 600.000
  • Rechthoekige lussen met remanentie van 90-97% van de verzadigingsinductie

Dankzij een 3 tot 4 keer hogere verzadigingsinductie, superieure doorlaatbaarheid tot ongeveer 100 kHz en hoge temperatuurbestendigheid (tot 200 °C) zijn nanokristallijne kernen ideaal voor:

  • Compacte transformatoren met lage verliezen (5–100 kHz)
  • Ruimtebesparende breedbandige smoorspoelen (CMC)
  • Zeer nauwkeurige stroomtransformatoren en RCD-sensoren
  • Bepaalde soorten push-pull-inductors

Ze worden met name gebruikt in de automotive-, lucht- en ruimtevaart-, installatietechniek- en robotica-industrie.

Ja, er bestaan verschillende materiaalklassen. Voor industriële toepassingen is één materiaal met de beste prijs-kwaliteitverhouding de norm geworden – oorspronkelijk ontwikkeld onder het merk Finemet door Hitachi Metals, nu verkrijgbaar in vele varianten.

Magnetostrictie beschrijft de interactie tussen magnetisatie en mechanische vervorming. Dit kan ongewenste effecten veroorzaken, zoals transformatorruis (zoemen) of veranderingen in magnetische eigenschappen onder mechanische belasting. Met geoptimaliseerde processen, zoals het gebruik van Acal BFi kOr 120-materiaal, worden in de praktijk magnetostrictievrije prestaties bereikt, waardoor stabiele doorlaatbaarheden boven 100.000 mogelijk zijn.

De kwaliteit van nanokristallijne kernen hangt af van de processtabiliteit tijdens zowel de productie van de ribbon als van de kern. Wereldwijd zijn er slechts enkele fabrikanten die een constante ribbonkwaliteit garanderen. Betrouwbare kernfabrikanten hebben jarenlange ervaring in serieproductie en bieden op maat gemaakte ontwerpen met hoogwaardige materialen.

Acal BFi biedt het magnetostrictievrije standaardmateriaal kOr 120 aan, evenals de gespecialiseerde varianten kOr 118 en kOr 122. Ringkernen en gesneden bandkernen zijn verkrijgbaar in gangbare standaardafmetingen. Op verzoek ontwikkelt Acal BFi efficiënte en kosteneffectieve oplossingen op maat wat betreft vorm, afmetingen, doorlaatbaarheid, remanentie, sneden, luchtspleten, behuizingen of coatings.

Doorlaatbaarheid (µ) beschrijft het vermogen om magnetische flux te geleiden. Hoge doorlaatbaarheid verhoogt de inductie of impedantie, ideaal voor transformatoren, gemeenschappelijke modus smoorspoelen of RCD-sensoren. Bij hoge frequenties neemt de effectieve doorlaatbaarheid af, waardoor materialen met een laag verlies belangrijker worden. Een lagere doorlaatbaarheid maakt hogere verzadigingsstromen mogelijk, wat gunstig is voor push-pull smoorspoelen en DC-gevoelige stroomtransformatoren.

Het snijden van geïmpregneerde kernen zorgt voor luchtopeningen die de effectieve doorlaatbaarheid verminderen (doorgaans 2.500–10.000) en het wikkelen op spoelen mogelijk maken. Er kunnen grotere luchtopeningen worden toegevoegd om de doorlaatbaarheid verder te verminderen en de verzadigingsweerstand en lineariteit te verbeteren, wat voordelen biedt ten opzichte van poederkernen met een vergelijkbare doorlaatbaarheid.

Gecoate kernen of behuizingen kunnen direct worden gewikkeld met geëmailleerde koperdraad. Voor het scheiden van wikkelingen in transformatoren of gemeenschappelijke modus smoorspoelen kunnen afstandhouders worden gebruikt. Gesneden bandkernen worden meestal zonder coating op spoelvormen gemonteerd. Voor toepassingen met hoge stromen worden kabels of busbars vaak direct door ring- of ovale kernen geleid.