CC BY
156Порошковые сердечники
ЮрийСПИЧКИН
soft@ndfeb.ru
МРР — это порошковый молибденовый пермаллой, также известный под названием Мо-пермаллой. МРР-сердечники производят из сплава, состоящего из 2% молибдена, 81% никеля и 17% железа. Тороиды из молибденового пермаллоя изготавливаются с проницаемостью от 14 до 350. Это самый широкий диапазон проницаемостей для всех порошковых материалов. Мо-пермаллой насыщается при 7 кГс и обладает самыми низкими потерями из всех порошковых материалов. У этого материала самая лучшая температурная стабильность. Сердечники из него также устойчивы по отношению к изменению плотности потока, температуры и постоянного тока, то есть пригодны для использования в катушках индуктивности и других энергонакапливающих устройствах.
Несмотря на то, что высокое содержание никеля в Мо-пермаллое делает его самым дорогим из всех порошковых сердечников, его превосходные характеристики компенсируют стоимость. МРР — наилучший материал для фильтров звуковой частоты, среднечастотных низкоуровневых резонансных контуров и сглаживающих дросселей в переключаемых источниках питания. Из него получаются лучшие трансформаторы тока в диапазоне 10 кГц — 1 МГц, особенно если необходимо выдерживать большие постоянные токи.
Высокие эксплуатационные характеристики, отличное качество и конкурентоспособные цены постоянных магнитов американской компании Arnold уже несколько лет привлекают российских разработчиков. Порошковые сердечники изготавливаются из множества материалов. При этом магнитному сплаву придается форма мелкодисперсных частиц диаметром от 5 до 200 мкм. Частицы покрывают изолирующим материалом толщиной от 0,1 до 3 мкм и прессуют в пресс-формах при усилии до 21 000 кг/см2. Изменение размера частиц, толщины их покрытия и давления позволяет изменять проницаемость готовых порошковых сердечников в диапазоне от 14 до 350. Затем сердечники отжигаются при высокой температуре в водородной атмосфере. Отжиг снимает внутренние напряжения, возникшие при прессовании, препятствует окислению и улучшает магнитные свойства порошковых сердечников.
Сендаст появился в Японии перед Второй мировой войной. Он состоит из 6% алюминия, 9% кремния и 85% железа. Тороиды из сендас-та производятся с проницаемостями от 60 до 125 под торговой маркой Super-MSS. При подмаг-ничивании постоянным током потери у него значительно меньше, чем у порошкового железа, но больше, чем у Мо-пермаллоя (МРР). В переключаемых источниках питания, где потери не так важны, Super-MSS обычно используют как замену МРР. Из него изготавливают высококачественные магнитные головки. MSS хорошо подходит для сетевых и выходных фильтров средних характеристик, а также накапливающих энергию катушек индуктивности. Его основные преимущества: меньшая, чем у МРР и High Flux, цена и очень низкий коэффициент магнитострикции.
Порошковые сердечники High Flux (HF) изготавливают из сплава 50% никеля и 50% железа, они по структуре и внешнему виду похожи на сердечники МРР. Такой сердечник может запасать в четыре раза больше энергии, чем сердечник МРР или MSS такой же проницаемости и размеров, так как его практическое насыщение — 11 кГс. High Flux немного дешевле МРР и поэтому применяется там, где необходимо накопить максимальную энергию, а стоимость не имеет большого значения. Его потери значительно меньше, чем у порошкового железа, но больше, чем у Мо-пермаллоя или сенда-
ста. Это лучший выбор для мощных низкочастотных резонансных контуров и дросселей, где протекают большие постоянные токи. При использовании в цепях с большим постоянным током HF-сердечники наряду со снижением размеров обеспечивают и снижение общей стоимости. Сердечники из этих материалов выпускаются в виде тороидов. Минимальный внешний диаметр 3,56 мм, максимальный — 134 мм (у отечественных— 7 и 52 мм соответственно), количество типоразмеров почти в два раза превышает отечественные. HF подвержен меньшему изменению проницаемости из-за влияния постоянного тока подмагничивания, намагничивания переменным током или изменения температуры. Эти качества делают его привлекательным материалом для производства мощных источников питания.
Максимальная рабочая температура для всех трех материалов — 200 °С.
Мо-пермаллой, High Flux и сендаст не подвержены эффекту старения даже при постоянной эксплуатации при повышенных температурах. У всех сплавов отличная стабильность и надежность при высоких температурах, а также высокая температура Кюри, поэтому изменения в параметрах насыщения для типовых рабочих температур не существенны. Индуктивность их мало зависит от изменения температуры из-за распределенного воздушного зазора. ■
КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 3 '2006
