Khắc phục các nút thắt về hiệu suất: Tại sao Thép silicon cao cấp (JNHF) đạt được mức suy giảm tổn thất bằng 0 trong các lò phản ứng tần số cao

I. Vấn đề nan giải "Xử lý suy thoái"

Các kỹ sư thiết kế thường xuyên dựa vào bảng dữ liệu nguyên liệu thô khi lựa chọn vật liệu cốt lõi. Tuy nhiên, trong sản xuất thực tế, các vật liệu từ mềm khác nhau có mức độ suy giảm tổn thất lõi khác nhau đáng kể sau khi được xử lý thành lõi hoàn thiện:

• Hợp kim vô định hình gốc Fe: Với thước đo ruy băng siêu mỏng chỉ 0,025 mm, ruy băng vô định hình cho thấy tổn thất lõi nguyên liệu thô cực thấp. Tuy nhiên, chúng đặc biệt nhạy cảm với áp lực cơ học. Ngay cả sau khi ủ giảm căng thẳng, cuộn dây thành lõi C, cắt và lắp ráp vẫn dẫn đến tỷ lệ hao hụt 68% (tăng từ tổn thất nguyên liệu thô là 1,31 W/kg lên 2,20 W/kg ở lõi thành phẩm @ 20 kHz, 0,05 T).
• Thép định hướng hạt mỏng (GO): Do tính dị hướng từ tính mạnh, thép GO phải được sản xuất dưới dạng lõi C quấn. Tùy thuộc vào ứng suất cuộn dây và các hạn chế lắp ráp, nó bị suy giảm tổn thất lõi ~ 5% (tăng từ 9,75 W/kg lên 10,24 W/kg).
• Thép silicon cao cấp gradient (Lõi JNHF): Bằng cách sử dụng phương pháp dập/cắt chính xác kết hợp với cấu trúc cán xếp chồng kiểu khối được dán (Lõi xếp chồng), dữ liệu thực nghiệm chứng minh rằng JNHF đạt được tỷ lệ suy giảm tổn thất lõi 0% trong lõi thành phẩm (4,89 W/kg nguyên liệu thô so với 4,88 W/kg lõi thành phẩm).

So sánh độ suy giảm tổn hao lõi: Nguyên liệu thô so với Lõi thành phẩm (20 kHz, 0,05 T)

II. Cải tiến cấu trúc: Hiệu ứng phân tán khe hở không khí ngăn chặn quá nhiệt cục bộ

Để ngăn ngừa bão hòa từ dưới dòng điện một chiều cao, các khe hở không khí phải được đưa vào mạch từ của cuộn kháng tần số cao DC/AC. Tuy nhiên, các khe hở không khí tập trung thông thường tạo ra dòng chảy viền nghiêm trọng (thông lượng rò rỉ), tạo ra dòng điện xoáy cục bộ lớn trong các lớp liền kề và gây ra các điểm nóng cục bộ dữ dội.

Khoảng cách không khí tập trung so với hiệu suất phân tán nhiều khoảng cách

1. Lõi C vết thương thông thường: Bị hạn chế bởi hình dạng của chúng, lõi C thường dựa vào 1 hoặc 2 khe hở không khí tập trung lớn. Khi tổng chiều dài khe hở tăng lên (ví dụ: lên 4 mm), dòng diềm cường độ cao làm cho sự mất mát lõi của lõi thép vô định hình và lõi thép GO tăng theo cấp số nhân.
2. Lõi xếp chồng loại khối được dán JNHF: Tận dụng tính chất không định hướng (NO) và hoạt động cơ học vượt trội của thép có hàm lượng silicon cao, JNHF có thể được cấu hình như một lõi khối lắp ráp nhiều phân đoạn, chia một khe hở không khí lớn duy nhất thành nhiều khoảng trống nhỏ hơn, phân bố:
   • Đối với cùng một chiều dài khe hở không khí (ví dụ: 4 mm), chiều dài của từng khe hở riêng lẻ giảm đáng kể;
   • Thông lượng viền được ngăn chặn một cách hiệu quả, ngăn chặn đáng kể tổn thất do viền gây ra;
   • Kết quả thử nghiệm xác nhận rằng khi tổng chiều dài khe hở tăng từ 0 mm lên 4 mm, đường cong tổn thất lõi của JNHF vẫn bằng phẳng đáng kể, mang lại tổn thất trong thế giới thực thấp hơn đáng kể ở chiều dài khe hở không khí cao hơn so với lõi thép vô định hình và GO.

III. Ưu điểm về tính thấm kép: Khả năng chống phân cực DC vượt trội và khả năng duy trì điện cảm tần số cao

Đối với các cuộn kháng DC trong thiết bị điện tử công suất (chẳng hạn như mạch Boost, cuộn cảm PFC và bộ chuyển đổi DC-DC), đặc tính phân cực DC của lõi chi phối trực tiếp độ ổn định của điện cảm dưới dòng tải cao.

Các thử nghiệm kích thích ở tần số 20 kHz, 0,01 T chứng minh:

• Lõi thép vô định hình & GO: Khi ampe vòng phân cực DC vượt quá 2.000 A�t, độ tự cảm (�H / vòng²) giảm mạnh xuống vực.
• Lõi chuyển màu JNHF: Dưới độ lệch DC cao (từ 2.000 A�t đến 4.000 A�t), JNHF hiển thị quá trình cuộn bão hòa từ cực kỳ mượt mà, duy trì mức độ tự cảm dư cao.

Cơ chế: Làm thế nào JNHF đạt được điện trở phân cực cao và độ tự cảm cao?

JNHF sử dụng cấu trúc gradient silicon trên độ dày tấm (silicon cao ~ 6,5% Si ở bề mặt, silicon thấp hơn ở giữa):

1. Độ thấm DC thấp (�_max = 4.100): So với thép silicon tiêu chuẩn (37.000) và hợp kim vô định hình (300.000), JNHF có độ thấm DC thấp hơn, mang lại khả năng chống bão hòa từ DC nội tại mạnh mẽ.
2. Độ thấm tần số cao cao (�_20kHz = 1.500): Ở 20 kHz, JNHF duy trì độ thấm AC cao là 1.500 (vượt trội so với 1.110 của thép GO), đảm bảo độ tự cảm dồi dào dưới gợn sóng dòng điện tần số cao.

IV. Công nghệ Youyou: Giải pháp xử lý chính xác một cửa cho lõi thép silicon cao

Công ty TNHH Công nghệ Youyou chuyên dập chính xác và cán màng tự liên kết cho stato động cơ và lõi lò phản ứng tần số cao. Phù hợp với các đặc tính độc đáo của vật liệu JFE Super Core (JNHF-Core và 6,5% Si JNEX-Core), chúng tôi cung cấp các giải pháp sản xuất tùy chỉnh toàn diện:

1. Cán màng tự liên kết không căng thẳng bằng thép silicon cao siêu mỏng 0,10 mm

Đối với các tấm JNHF siêu mỏng 0,10 mm, chúng tôi sử dụng công nghệ tự liên kết/dán không khóa, không hàn. Loại bỏ hiện tượng đoản mạch giữa các lớp và vòng dòng điện xoáy do tán đinh hoặc hàn truyền thống, giải phóng hoàn toàn 100% hiệu suất tần số cao vốn có của vật liệu.

2. Dập chính xác & Lõi khối nhiều khe hở tùy chỉnh

Được trang bị khả năng dập vi mô và dập siêu chính xác, chúng tôi thiết kế và xử lý các lõi loại khối nhiều khe hở tùy chỉnh phù hợp với yêu cầu về độ tự cảm và độ lệch DC của bạn. Giúp các nhà thiết kế điện tử công suất kiểm soát dòng nhiệt rò rỉ và giảm diện tích cũng như trọng lượng tổng thể của lò phản ứng.

3. Lõi tần số cao cực kỳ yên tĩnh gần như không từ giảo

Đối với các ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn (chẳng hạn như bộ biến tần ô tô, thiết bị y tế hoặc bộ nguồn dân dụng), chúng tôi cung cấp các giải pháp xử lý dựa trên 6,5% Si JNEX-Core, đạt được độ từ giảo gần như bằng 0 để vận hành cực kỳ yên tĩnh cùng với tổn thất lõi tần số cao thấp.

Giới thiệu về bạnCông ty bạn

Là nhà sản xuất chuyên biệt về các cụm cán màng động cơ có độ chính xác cao và lõi lò phản ứng tần số cao ở Trung Quốc, Công ty YouYou cung cấp dịch vụ dập chính xác hiện đại, cán màng tự liên kết siêu mỏng (Backlack) 0,10mm và dịch vụ xử lý thép silic cao (JNHF/JNEX). Chúng tôi cung cấp cho các OEM và nhà cung cấp cấp 1 toàn cầu các giải pháp từ mềm toàn diện, từ lựa chọn vật liệu và tạo nguyên mẫu lõi khối nhiều khe hở nhanh chóng (Micro-Wire EDM / Self-Bonding) cho đến sản xuất tự động khối lượng lớn với mức suy giảm tổn hao lõi bằng 0.