هسته رله انتخاب مواد و تجزیه و تحلیل عملکرد

به عنوان یک محرک کلیدی در سیستم های کنترل الکتریکی، ساختار هسته سیستم الکترومغناطیسی رله بسیار مهم است. ماده هسته نه تنها بازده درگیری الکترومغناطیسی را تعیین می کند، بلکه مستقیماً بر حساسیت رله، مصرف انرژی، افزایش دما و قابلیت اطمینان طولانی مدت- تأثیر می گذارد. در طراحی مهندسی، انتخاب مناسب مواد هسته برای آهنربای الکتریکی گامی حیاتی در بهبود عملکرد تجهیزات است.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

به طور معمول، هسته آهنی یا هسته الکترومغناطیس داخل یک رله باید دارای نفوذپذیری بالا، اجبار کم و ویژگی های اشباع مغناطیسی خوب باشد تا از استقرار شار سریع و پایدار اطمینان حاصل شود. بسته به نیازهای کاربردی مختلف، مواد هسته رایج در صنعت شامل ورق های فولادی سیلیکونی، آلیاژهای آهن-نیکل، آلیاژهای آمورف، و فریت های مغناطیسی نرم هستند. این مواد به طور گسترده در ساختارهای مختلف هسته رله و سیستم های الکترومغناطیسی استفاده می شوند.

 

در طراحی رله سنتی، ورق های فولادی سیلیکونی (فولاد الکتریکی) یکی از رایج ترین مواد هستند. این مواد معمولاً حاوی 3 تا 5 درصد سیلیکون هستند که به طور موثری تلفات جریان گردابی را کاهش داده و نفوذپذیری را بهبود می بخشد. مواد فولادی سیلیکونی معمولی چگالی شار مغناطیسی اشباع بین 1.8 تا 2.0 تن، با اجبار تقریباً 40 تا 80 A/m را نشان می‌دهند، بنابراین پایداری در محیط‌های فرکانس توان 50 هرتز یا 60 هرتز را نشان می‌دهند. به دلیل هزینه کم و عملکرد پردازش خوب، ورق های فولادی سیلیکونی معمولاً در سیستم های الکترومغناطیسی مختلف مانند آهنرباهای الکترومغناطیسی هسته نرم یا دستگاه های الکترومغناطیسی با ساختارهای کویل آهنی سنتی استفاده می شوند. در رله‌های کنترل لوازم خانگی، سازه‌های ورقه‌ای فولادی سیلیکونی می‌توانند به طور موثری بازده شار مغناطیسی را بهبود بخشند و آن را به یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین مواد هسته‌ای در حال حاضر تبدیل کنند.

 

برای سیستم‌های رله‌ای که به حساسیت بالاتری نیاز دارند، آلیاژهای آهن{0}}نیکل (پرمالیاژ) یک انتخاب مهم هستند. این مواد عمدتاً سیستم‌های آلیاژ نیکل بالا هستند، دارای نفوذپذیری اولیه بسیار بالا، معمولاً بیش از 20000 تا 100000 هستند، در حالی که اجباری بسیار پایین، اغلب کمتر از 1 A/m از خود نشان می‌دهند. این ویژگی آنها را برای سازه های الکترومغناطیسی که توسط جریان های ضعیف هدایت می شوند، مانند رله های سیگنال با حساسیت بالا یا سازه های آهنربایی الکترومغناطیسی نرم در تجهیزات الکترونیکی دقیق، ایده آل می کند. اگرچه آلیاژهای آهن{11}}نیکل چگالی شار مغناطیسی اشباع نسبتاً پایینی دارند، اما پاسخ مغناطیسی عالی آنها باعث می‌شود که به طور گسترده در کاربردهای کنترل با دقت بالا مورد استفاده قرار گیرند. این مواد معمولاً در-هسته‌های رله آهن مغناطیسی نرم با پایان بالا یا هسته‌های دقیق-در{16}}طراحی‌های الکترومغناطیس برای دستیابی به حساسیت و پایداری بالاتر استفاده می‌شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در سال های اخیر، آلیاژهای آمورف به تدریج به یک جهت توسعه مهم در زمینه مواد مغناطیسی رله تبدیل شده اند. برخلاف مواد کریستالی سنتی، آلیاژهای آمورف ساختار آرایش اتمی نامنظمی دارند، بنابراین تلفات هیسترزیس را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند، معمولاً فقط یک پنجم فولاد سیلیکونی. به طور همزمان، چگالی شار مغناطیسی اشباع آن‌ها می‌تواند تقریباً به 1.56T برسد، و از راندمان بالا اطمینان حاصل می‌کند و در عین حال عملکرد خوب صرفه‌جویی در انرژی را نشان می‌دهد. مواد آلیاژی آمورف معمولاً در هسته‌های آهنربایی الکترومغناطیسی و ساختارهای هسته آهن خالص در سیستم‌های الکترومغناطیسی با راندمان بالا یا تجهیزات مرتبط با انرژی جدید- یافت می‌شوند. علیرغم خواص مغناطیسی برتر، شکنندگی ذاتی آنها نیاز به تکنیک‌های مهر زنی و پردازش ویژه در طول ساخت دارد، بنابراین کاربرد آنها برای دستگاه‌ها و رله‌های الکترومغناطیسی بالا در وسایل نقلیه انرژی جدید محدود می‌شود.

 

در سیستم های الکترونیکی با فرکانس بالا، از مواد فریت مغناطیسی نرم نیز به طور گسترده استفاده می شود. این مواد دارای مقاومت بسیار بالایی هستند و تلفات جریان گردابی را در شرایط فرکانس بالا به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند و برای دستگاه‌های الکترومغناطیسی با فرکانس بالا ایده‌آل می‌شوند. فریت‌های مغناطیسی نرم مبتنی بر منگنز{5}}روی{6} در محدوده فرکانس 1 تا 3 مگاهرتز کار می‌کنند، اما چگالی شار مغناطیسی اشباع آنها کم است، معمولاً حدود 0.5T. بنابراین، این مواد برای هسته‌های مغناطیس الکترومغناطیس در مدارهای کنترل فرکانس بالا یا سیستم‌های آهنربای الکترومغناطیسی با هسته‌های هوا طراحی شده ویژه‌تر هستند. با توسعه منابع تغذیه ارتباطی، تجهیزات مرکز داده و ماژول‌های توان فرکانس بالا، کاربرد فریت‌های مغناطیسی نرم در رله‌های فرکانس بالا و سیستم‌های کنترل توان به تدریج در حال افزایش است.

 

در طراحی مهندسی عملی، انتخاب مواد مستلزم در نظر گرفتن جامع عوامل متعددی مانند نفوذپذیری، اجبار، چگالی شار مغناطیسی اشباع و هزینه است. برای مثال، از نظر نفوذپذیری، آلیاژهای آهن-نیکل معمولاً بالاترین را دارند و پس از آن آلیاژهای آمورف و سپس فولاد سیلیکونی و مواد فریت قرار دارند. از منظر هزینه، فولاد سیلیکونی معمولاً سودمندترین است، در حالی که آلیاژهای آهن{3}}نیکل گران‌تر هستند. بنابراین، در تجهیزات صنعتی تولید انبوه، ساختارهای هسته هسته یا میله رله DT4C AC معمولی معمولاً از راه‌حل‌های مواد ارزان‌تر و پایدارتر برای دستیابی به تعادل معقول بین عملکرد و هزینه استفاده می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

الزامات هسته های رله به طور قابل توجهی در سناریوهای مختلف برنامه متفاوت است. به عنوان مثال، در سیستم‌های کنترل لوازم خانگی، رله‌ها اغلب از ساختار لمینت فولادی سیلیکونی با ضخامت تقریبی 0.35 میلی‌متر برای انطباق با محیط شبکه برق 50 هرتز و کاهش هزینه‌های تولید استفاده می‌کنند. در سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، مانند ماژول‌های PLC یا تجهیزات کنترل دقیق، ممکن است از مواد با نفوذپذیری بالا{{4} استفاده شود تا اطمینان حاصل شود که حتی یک جریان ضعیف می‌تواند رله را به حرکت درآورد. در این سیستم‌ها، آهن نرم با کارایی بالا برای آهنرباهای الکتریکی یا ساختارهای پین هسته سفارشی بهینه‌شده می‌تواند به طور قابل‌توجهی کارایی مدار مغناطیسی را بهبود بخشد و در نتیجه سرعت پاسخ کلی و پایداری تجهیزات را افزایش دهد.

 

با توسعه سریع تجهیزات الکترونیکی و صنعت انرژی جدید، مواد مغناطیسی رله نیز به طور مداوم در حال ارتقا هستند.

 

مواد آلیاژی نانو کریستالی که در سال‌های اخیر پدیدار شده‌اند، عملکرد بسیار خوبی از نظر نفوذپذیری و اجباری از خود نشان می‌دهند و در عین حال چگالی شار مغناطیسی اشباع بالایی را حفظ می‌کنند. این مواد جدید جهت توسعه مهمی برای سیستم‌های الکترومغناطیسی پیشرفته آینده در نظر گرفته می‌شوند و انتظار می‌رود که به تدریج جایگزین مواد سنتی در هوافضا، رله‌های-با قابلیت اطمینان بالا و تجهیزات الکترومغناطیسی دقیق شوند. با این حال، استفاده از مواد جدید معمولاً نیازمند مهر زنی و فرآیندهای عملیات حرارتی دقیق‌تر است، مانند کنترل دقیق دمای بازپخت، تا اطمینان حاصل شود که خواص مغناطیسی آنها به طور کامل مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

ما در ساخت و سفارشی سازی اجزای ساختاری الکترومغناطیسی دقیق تخصص داریم. طیف محصولات ما انواع مختلفی از اجزای کلیدی را شامل می شود، از جمله هسته های مغناطیس الکتریکی، هسته های رله،هسته های آهنی خالصو هسته‌های رله آهنی مغناطیسی با کارایی بالا-. از طریق فناوری پردازش پیشرفته و کنترل کیفیت دقیق، ما می توانیم راه حل های هسته آهنی پایدار و قابل اعتماد برای رله ها، دستگاه های الکترومغناطیسی و تجهیزات اتوماسیون صنعتی ارائه دهیم. ما همچنین از پین های هسته سفارشی و میله های رله با مشخصات مختلف پشتیبانی می کنیم تا نیازهای کارایی، قابلیت اطمینان و دوام سیستم های مختلف الکترومغناطیسی را برآورده کنیم.