Magnetisk kjerne

Transformator som kan settes sammen fra individuelle komponenter for illustrative formål. Til venstre er den U-formede delen av den magnetiske kjernen (U-kjernen), i midten bildespoler plassert over bena, på det høyre bildet er en I-formet kjerne plassert på U-kjernen (UI-kjernen) , som lukker den magnetiske kretsen blir.

En magnetkjerne , også kalt magnetkjerne eller, ifølge den historiske utviklingen, også kalt jernkjerne , er en komponent som sammen med elektriske ledere og mekaniske deler kan produseres en elektrisk eller elektronisk komponent , en induktans .

Den magnetiske kjernen, sammen med en elektrisk leder, danner en induktans ( spole , transformator , etc.).

Magnetiske kjerner består av et mykt magnetisk materiale med høyest mulig metning magnetisk fluks tetthet og høy magnetisk permeabilitet . Som et resultat av den magnetiske fluks som oppstår når strøm flyter gjennom den elektrisk leder av den spole er buntet og styres med lite tap og induktans økes. En høy permeabilitet øker magnetfeltet til en induktor med opptil fem krefter på ti sammenlignet med en induktor med luft som kjerne, noe som betyr at induktorens dimensjoner med en magnetkjerne kan være mindre enn med en luftkjernspole.

Materialene som brukes for magnetkjerner er enten ferromagnetiske metall-legeringer , for det meste i form av metallplate eller folie ( elektrisk ark , metallisk glass ) eller bundet pulver ( pulver kjerne ), eller oksydkeramisk ferrimagnetiske materialer ( Ferritblock ) blir brukt ( ferrittkjerne ).

Tapene som oppstår med vekselstrøm er avgjørende for bruk av materialer til magnetiske kjerner. De såkalte jern- eller kjernetapene har to komponenter:

• En lav restmagnetisme er en forutsetning for remagnetisering med lavt tap i vekselstrømsdrift .
• De hvirvelstrømtap er redusert i kjerner som er laget av elektrisk stål stabler av isolerte plater.

Uarkede (faste) jernkjerner kan bare brukes til likestrømsapplikasjoner (f.eks. Elektromagnet ).

Ferritkjerner har virvelstrømstap som er noen få krefter ti lavere enn jernkjerner, siden de som metalloksider leder strøm dårlig. Det samme gjelder pulverkjerner - her er metallpulverpartikler isolert fra hverandre.

Magnetiske kjerner laget av metallplater brukes hovedsakelig til lavfrekvente applikasjoner ( nettfrekvens opp til noen kHz) og store og veldig store utganger opp til megawatt-området. Når det gjelder massen som brukes, dekker elektriske arkkjerner omtrent halvparten av markedet for magnetiske kjerner. De er preget av deres skalerbare størrelser, som spenner fra små strømtransformatorer på størrelse med en fyrstikkeske til transformatorer og elektriske motorer til kraftverksgeneratorer . Virvelstrømmen og hysteresetapene er ufordelaktige.

Ferritkjerner er de mest brukte magnetiske kjernene for induktanser på grunn av eliminering av virvelstrømstap, justerbare egenskaper, forskjellige design og lave kostnader når det gjelder antall. De brukes for det meste til høyere frekvenser og utganger for det meste under ca. 10 kW og er derfor foretrukket i elektroniske enheter. Eksempler er strømforsyninger for bærbare PC-er , nettbrett , smarttelefoner og LED-lamper eller sveiseomformere. Den maksimale størrelsen, som er begrenset av produksjonsprosessen til ferrittkjernene, motvirkes ved å koble dem i serie eller parallelt.

Pulverkjerner brukes når mye magnetisk energi må lagres ved høye frekvenser i et lite installasjonsrom - f.eks. B. for toroidale lagringsdrossler .

For spesielle applikasjoner som For eksempel brukes i skyggede polmotorer med synkron drift også magnetiske kjerner laget av blandede myke og harde magnetiske materialer.

Generell informasjon

Differensiering fra harde magnetiske materialer

Forskjellen mellom myke og harde magnetiske materialer kan sees i form av hysteresekurvene.

I en myk magnetisk kjerne laget av et ferromagnetisk eller ferrimagnetisk materiale, kan en lav feltstyrke forårsake en stor elektromagnetisk induksjon med høy magnetisk fluktetthet (også kalt induksjon). Denne oppførselen er en materiell egenskap og fører til en magnetisering av kjernematerialet. Selv med myke magnetiske materialer gjenstår imidlertid en gjenværende magnetisering (rest) etter at feltet er slått av , som kan tilbakestilles med en motsatt feltstyrke, den såkalte tvangsfeltstyrken . En tvangsfeltstyrke på 1000 A / m ble definert som grensen mellom myke og harde magnetiske materialer. ${\ displaystyle H}$ ${\ displaystyle B}$

Avhengig av materialet kan myke magnetiske materialer magnetiseres opp til en metningspolarisering på rundt 2,3  Tesla (T) .${\ displaystyle B_ {S}}$

Viktige parametere for magnetiske kjerner

Ved bruk av magnetiske kjerner i induktorer må følgende magnetiske og elektriske parametere tas i betraktning i tillegg til de mekaniske dimensjonene:

• Magnetisk flytdensitet ved metning eller metningsmagnetisering eller metningsinduksjon av materialet i Tesla (T)${\ displaystyle B_ {S}}$
• Rest er den gjenværende magnetiseringen som forblir i materialet etter at feltet er slått av${\ displaystyle B_ {R}}$
• Magnetfeltstyrke for det påførte feltet i A / m${\ displaystyle H}$
• Tvangsfeltstyrke , dette er magnetfeltstyrken som er nødvendig for å fjerne en rest av materialet fullstendig${\ displaystyle H_ {c}}$
• Permeabilitet (magnetisk ledningsevne til kjernematerialet), representert som absolutt permeabilitet eller av permeabilitetstallet (tidligere kalt relativ permeabilitet)${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$
• den spesifikke motstand av kjernematerialet i${\ displaystyle \ rho}$${\ displaystyle \ Omega \ mathrm {m}}$
• de spesifikke jern- eller kjernetapene i W / kg eller W / cm³ for en eller flere frekvenser.

Alle elektriske og magnetiske egenskaper er avhengig av materialet, frekvensen og temperaturen, spesielt når det gjelder pulverkerner utsatt for høye temperaturer, er de også avhengige av alder.

Permeabilitet og hysterese

I en magnetisk krets , er den magnetiske kjerne lederen av den magnetiske fluks i analogi til den metalliske lederen i en elektrisk krets , hvorved permeabiliteten, den magnetiske ledningsevnen til det respektive materiale, er den analoge av den elektriske motstand.

Den magnetiske permeabiliteten (også magnetisk ledningsevne) er en materialegenskap som materialets permeabilitet for magnetfeltet bestemte. Med andre ord: permeabiliteten bestemmer magnetiseringen av et materiale med et eksternt magnetfelt. Permeabiliteten er resultatet av det materialavhengige permeabilitetstallet (tidligere også referert til som relativ permeabilitet) delt på den magnetiske permeabiliteten til vakuumet${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$ ${\ displaystyle \ mu _ {0}}$

${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}} = {\ frac {\ mu} {\ mu _ {0}}} \,.}$

På grunn av den lave numeriske verdien av den magnetiske permeabiliteten til vakuum, vist i SI-enheter , er konstantene forskjellige og for et materiale etter den typiske størrelsesorden av deres numeriske verdier. Eksempel: plater: , . ${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu _ {r}}$${\ displaystyle \ mu = 5 {,} 0 \ cdot 10 ^ {- 3} \ mathrm {H / m}}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}} = 4000}$

Typisk hysteresekurve av et mykt magnetisk materiale. Den respektive permeabiliteten er resultatet av tangensene ved visse kurvesnitt. (rød = ny kurve)

Den respektive kvotienten til induksjonen og feltstyrken resulterer i en ikke-lineær funksjon av permeabiliteten for mykt magnetisk materiale${\ displaystyle B}$${\ displaystyle H}$${\ displaystyle \ mu _ {f}}$

Den magnetiske permeabiliteten bestemmes ved å dele flytdensiteten i den magnetiske kjernen og den tilhørende feltstyrken : ${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle B}$${\ displaystyle H}$

${\ displaystyle \ mu = {\ frac {B} {H}} \,.}$

I praksis er dette forholdet en kompleks sak: Hvis et eksternt magnetfelt bygges opp rundt den magnetiske kjernen, der en lukkende spole strømmer gjennom en elektrisk strøm , blir kjernen virkelig magnetisert, men magnetiseringens forløp er bare lineær i små områder. Dette løpet av magnetisk fluks tetthet eller induksjon med endringer i det påførte feltet er vist i en magnetiseringskurve. Under en magnetisering reversering blir kurven en såkalt hysteresesløyfe . ${\ displaystyle B}$${\ displaystyle H}$

Hysteresesløyfen viser at permeabiliteten ikke er lineær. Den numeriske verdien av permeabiliteten avhenger av referansepunktet på magnetiseringskurven. Ulike definisjoner av permeabilitet brukes avhengig av applikasjon. For tekniske applikasjoner er den definert i standarden med forskjellige referansepunkter. To definisjoner av dette er tegnet i bildet over til høyre, den innledende permeabiliteten , som skyldes den opprinnelige magnetiseringskurven, og den maksimale permeabiliteten , som indikerer begynnelsen på metning. Inntil dette punktet er permeabiliteten omtrent lineær. Utenfor dette området mettes materialet og permeabiliteten avtar kraftig. ${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu _ {i}}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {max}}}$

Avhengig av materialet har myke magnetiske kjerner permeabilitetstall som er opptil 4 til 5 krefter på ti større enn luftens. Som et resultat er den magnetiske strømmen konsentrert i et lite kjernetverrsnitt og kan rettes dit den skal fungere. Generelt muliggjør dette en mindre størrelse på induktorer. Med transformatorer er det også mulig med mindre omdreininger i primærspolen.

Hysteresesløyfer - skjema og applikasjon

Formen for hysteresesløyfer muliggjør visse bruksområder:

	Runde hysterese R-løkker oppstår når ingen foretrukket magnetisk retning dominerer i materialet. En karakteristikk er et forhold mellom remanens og metning induksjon av . R-sløyfer kreves for bipolar kontroll med høyest permeabilitet, for eksempel i strømtransformatorer for jordstrømsbrytere , ISDN-transformatorer eller strømkompenserte undertrykkere for radiointerferens . ${\ displaystyle B_ {R} / B_ {S} \ ca 50 \, \%}$
	Rektangulær hysterese Z-løkker har et remanensforhold på . Den innledende permeabiliteten er lav og den maksimale permeabiliteten er høy. Z-løkker er påkrevd hvis en liten endring i feltstyrken skal resultere i en plutselig endring i induksjon eller impedans. Eksempler er byttekjerner, transduserdrossler, høyt permeable bipolare omformere og transformatorer, samt sikkerhetsmerker. ${\ displaystyle B_ {R} / B_ {S} \ ca 80 \ ldots 98 \, \%}$
	Flat hysterese F-sløyfer har et sentralt område med konstant skråning med lav rest og et nesten konstant permeabilitetsnivå. F-sløyfer er påkrevd for signaloverføringer med lav forvrengning eller økt likestrømstoleranse, for eksempel i lagringsdrossler, strømkompenserte drossler, signaltransmittere med likestrømstoleranse, strømtransformatorer eller instrumenttransformatorer.

Påvirkning av magnetiske egenskaper gjennom varmebehandling

De ønskede magnetiske egenskapene til materialer oppnås bare gjennom varmebehandling (sluttglødning).

Magnetiske kjerner, som består av laminert metallstabler av myke magnetiske legeringer, krever vanligvis en spesiell etterbehandling for å oppnå de ønskede magnetiske egenskapene. B. i form av hysteresesløyfen. Med noen få unntak må disse arkene underkastes en varmebehandling, fordi disse materialene vanligvis smeltes under vakuum og deretter vanligvis avkjøles på en ukontrollert måte. Som et resultat har materialet i utgangspunktet relativt udefinerte magnetiske egenskaper. De magnetiske egenskapene kan også endres under videre bearbeiding av metallplaten ved å stanse, skjære eller deformere.

De ønskede magnetiske egenskapene til materialet kan innstilles ved hjelp av en varmebehandling. Denne varmebehandlingen, kjent som glødning eller sluttglødning, utføres ved en legeringsspesifikk temperatur i myknings- og omkrystalliseringsområdet til metallet, som er mellom 800 ° C og 1200 ° C. Avhengig av legering og påføring av materialet, kan den endelige glødingen også utføres under vakuum eller inert gass. Gjennom den "magnetiske sluttglødningen" endres de mekaniske eller magnetiske egenskapene spesifikt på en slik måte at på den ene siden blir mekanisk spenning og strukturelle endringer helbredet, og på den annen side blir en definert magnetisk "grunntilstand" brakt Om. Denne endelige glødingen kan enten utføres av produsenten av materialet eller av brukeren.

Pulverkerner og ferrittkjerner er gitt med de ønskede og spesifiserte egenskapene hos produsenten og trenger derfor ikke å bli etterbehandlet av brukeren.

Grense for magnetiserbarhet, metningsinduksjon

Representasjon av forvrengningen av kurveformen når en magnetisk kjerne kommer i metningsområdet

Med ferromagnetiske materialer er det en materialspesifikk maksimumsverdi av magnetiseringen, som kalles metningsinduksjon , metningsmagnetisering eller metningspolarisering og kan ikke økes ved å øke den eksterne magnetiske feltstyrken. Årsaken til den magnetiske metningen er at Weiss-områdene i det myke magnetiske materialet er helt justert med et bestemt eksternt magnetfelt. Induksjon av metning er assosiert med reduksjon i permeabilitet. Denne oppførselen påvirker den sekundære bølgeformen for transformatorer eller sendere; den er forvrengt, og skaper harmonier som kan føre til elektromagnetisk interferens . På bildet til høyre kan disse forvrengningene gjenkjennes av den ikke-sinusformede bølgeformen til det utgående signalet. ${\ displaystyle B_ {S}}$

Noen ganger kan kjernemetning aksepteres (f.eks. Metningskvelning ), i spesielle tilfeller er de resulterende overtonene til og med ønsket og nødvendige (f.eks. Fluxgate magnetometer , artikkelovervåkingsetikett ). Vanligvis bør imidlertid metning unngås så langt som mulig.

Forvrengning av den sekundære bølgeformen kan forhindres ved å redusere den magnetiske ledningsevnen i den magnetiske kretsen. Dette skjer vanligvis med et avbrudd av det magnetiske kjernematerialet ved hjelp av en luftspalte , hvorved permeabiliteten reduseres.

Skjær, reduksjon i permeabilitet gjennom et luftspalte

Magnetisk kjerne med luftspalte

En magnetisk strøm flyter gjennom den magnetiske kjernen til en induktor i en lukket magnetisk krets . Det er -  analogt med den elektriske strømmen  - sekvensen til den magnetiske spenningen , som er proporsjonal med magnetfeltstyrken , og flyter gjennom en magnetisk motstand i analogi med Ohms lov . ${\ displaystyle \ Phi}$ ${\ displaystyle U _ {\ mathrm {m}}}$ ${\ displaystyle H}$ ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {m}}}$

${\ displaystyle \ Phi = {\ frac {U _ {\ text {m}}} {R _ {\ mathrm {m}}}}}$ Med ${\ displaystyle R _ {\ mathrm {m}} = {\ frac {l} {\ mu _ {0} \, \ mu _ {\ mathrm {r}} \, A}} \,}$

hvor er lengden på den magnetiske kretsen og området til kjernetverrsnittet. ${\ displaystyle l}$${\ displaystyle A}$

Inntil kjernematerialet er mettet, kan det antas at permeabiliteten , som bestemmer størrelsen på den magnetiske motstanden, er omtrent lineær og har en konstant verdi, som et resultat av at den magnetiske kretsen er utsatt for en konstant magnetisk motstand. Når metning er nådd, synker permeabiliteten, magnetmotstanden øker, og selv om magnetfeltet øker ytterligere, øker ikke magnetstrømmen lenger. Dette fører til forvrengningene vist ovenfor, for eksempel. ${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {max}}}$

Hvis en annen magnetisk motstand i form av et luftspalte med verdien blir introdusert i den magnetiske strømmen, legger de to magnetiske motstandene til en total motstand , og den magnetiske strømmen reduseres mens feltstyrken forblir den samme.${\ displaystyle R _ {\ text {m, air}}}$${\ displaystyle R _ {\ text {m, total}}}$

${\ displaystyle R _ {\ text {m, total}} = {\ frac {l _ {\ text {core}}} {\ mu _ {0} \ mu _ {r} \ cdot A}} + {\ frac {l _ {\ text {air}}} {\ mu _ {0} \ cdot A}} = {\ frac {l _ {\ text {total}}} {\ mu _ {\ text {total}} \ cdot A}}}$

Et luftspalte er avstanden mellom to motstående flater i den magnetiske kjernen som styrer magnetstrømmen. Det kan introduseres bevisst og med vilje, for eksempel for å kunne overføre høyere effekt i svitsjregulatorer eller flyback-omformere for å unngå magnetisk metning i tilfelle premagnetisering, eller det er en nødvendig del av konstruksjonen av roterende elektriske maskiner . ${\ displaystyle l}$${\ displaystyle A}$

Hysteresekurven blir flat (skjæret) og linearisert av et luftspalte i magnetkretsen.

De magnetiske motstandene til en magnetisk krets med et luftgap kan bestemmes ved hjelp av den respektive permeabiliteten . Å dele permeabiliteten til den beregnede totale magnetiske motstanden med permeabiliteten til den magnetiske kjernen gir skjærfaktoren . Permeabiliteten blir også referert til som "skjæret permeabilitet". ${\ displaystyle \ mu}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {total}}}$${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {core}}}$ ${\ displaystyle S}$${\ displaystyle \ mu _ {g}}$

"Skjæringen" av permeabiliteten gjennom et luftspalte forårsaker en reduksjon i kjernepermeabiliteten og fører til en utflating og linearisering av hysteresekurven uten å påvirke remanensen eller tvangskraften. Imidlertid må det aksepteres at dimensjonene til kjernen må være større, siden magnetisk strømning reduseres av skjæringen gitt den samme feltstyrken.

En betydelig del av den magnetiske energien lagres i luftspalten til lagringsdrossler . For dette må det aksepteres at induktansen per antall omdreininger (såkalt Al-verdi) reduseres.

Magnetiske materialer laget av pulvermaterialer, jernpulver og ferrittkjerner, består av individuelle, elektrisk separerte, ferromagnetiske eller ferrimagnetiske elementmagneter, noe som betyr at disse materialene har individuelle "luftspalter" mellom partiklene; man snakker her også om et distribuert luftspalte. Også her blir den magnetiske strømmen mellom de magnetiske partiklene avbrutt, slik at den effektive permeabiliteten er lavere enn med et materiale uten luftspalte. Størrelsen på dette "distribuerte luftspalten" avhenger av trykket pulveret ble presset med under fremstillingen.

DC-skjevhet

En magnetisk kjerne blir forhåndsmagnetisert når det av operasjonelle årsaker strømmer en likestrøm gjennom spolen til en induktans eller en likestrøm er lagt over på vekselstrømmen som strømmer gjennom spolen. Premagnetiseringen forårsaker en konstant magnetisk fluks i den magnetiske kjernen, noe som reduserer det kontrollerbare området til materialet er mettet. Metningen av kjernen på grunn av premagnetiseringen kan forhindres av et luftspalte. Dette gjelder laminerte elektriske stål så vel som pulver- eller ferrittkjerner. På grunn av sin design inneholder pulverkjerner imidlertid en såkalt distribuert luftspalte, slik at en spalteformet luftspalte sjelden brukes her. Luftspalten fører til en utflating og linearisering av hysteresekurven og utvider det kontrollerbare området til metning oppstår.

Siden ingen virvelstrømmer forekommer med likestrøm, z. B. Stangsko av separate elektriske maskiner er laget av solid metall. Ofte er disse kjernene laget av elektrisk stål.

Kjernene til DC-drevne reléer er ikke laminerte, men også kjernene til vekselstrøm (AC-frekvens) -drevne reléer er ofte laget av solid metall, siden strømningstettheten er lav her, bærer polstykkene en skyggelagt pol -Kurzschlusswindung for å unngå null kryssing av strammekraften.

Jerntap, kjernetap

Ved drift av magnetiske kjerner oppstår tap på grunn av den skiftende polariteten til magnetfeltet i kjernen, som er kjent som jerntap eller kjernetap . De er summen av hysteresetapene , også kjent som polaritet reverseringstap, virvelstrømstapene , overskytende eller tilleggstap og ettervirkningstap .

Jerntapene avhenger av parametere som materialegenskaper, materialtykkelse, frekvens, temperatur og lokale strømningsforhold. De er spesifisert i produsentens datablad for elektrisk stål i W / kg kjernemateriale for en fast flytdensitet, strømningsretning og frekvens. Avhengig av jernkvaliteten og platetykkelsen, er de spesifikke jerntapene mellom 0,8 og 12 W / kg ved en flytdensitet på 1,5 T og en frekvens på 50 Hz.

For pulverkjerner og ferrittkjerner er tapene vanligvis ikke gitt i W / kg, men i W / cm³. Et estimat av disse tapene finner du i tabellene over publikasjoner.

Jerntapene eller kjernetapene er bare andelen av tapene til den magnetiske kjernen til en induktans. Kobbertapene må også legges til de totale tapene til en induktans.

Hysteresetap

Hysteresetapene i magnetiske kjerner tilsvarer området som er omsluttet av hysteresekurven. De øker kvadratisk med flytetettheten.

Et ferromagnetisk materiale magnetiseres ved å justere elementærmagnetene parallelt i Weiss-områdene, avhengig av den anvendte feltstyrken. Weiss-domenene endrer retning av deres polarisering i sine domener, og noen domener med samme polaritet forstørres på bekostning av nabolandene. Samlet resulterer dette i en magnetisering i de magnetiske kjernene som går omtrent parallelt med det ytre feltet.

Siden magnetkjernene primært brukes til å lede vekselvis magnetiske felt, skjer prosessen med reversering av magnetisering to ganger med hver passering av en vekselstrømsbølge . Dette er illustrert med en hysteresekurve. Disse polarisasjonene forbruker energi. Tapene skyldes arbeidet som må gjøres for å reversere polariteten til elementærmagneter i kjernematerialet i frekvensens rytme. Disse tapene, som blir omgjort til varme når polariteten reverseres, tilsvarer området som er omsluttet av hysteresekurven, og kalles derfor hysteresetap. Siden hysteresetapene oppstår hver gang hysteresekurven kjøres gjennom, er de lineært frekvensavhengige. De øker kvadratisk med magnetisk flytdensitet.

Eddy nåværende tap

Virvelstrømmer ( I, rød ) i en transformator med en fast jernkjerne (til venstre) og i en transformator med en laminert jernkjerne (til høyre) . Summen av de individuelle magnetfeltene ( B, grønne ) i den laminerte kjernen er betydelig mindre enn i en solid jernkjerne

Virvelstrøm er navnet gitt til en strøm som er indusert i en magnetisk kjerne i et magnetfelt som endres over tid. Virvelstrømmer varmer kjernematerialet og fører til tap selv ved lave frekvenser (50/60 Hz). Som et mål mot virvelstrømstap, blir ikke magnetkjernene til transformatorer og elektriske motorer gjort solide, men laminerte, "laminerte" . Disse stemplet eller kuttede elektriske stålplater belagt med et varmebestandig og isolerende lakk og orientert parallelt med de magnetiske feltlinjer blir lagdelt i blokker eller rullet inn i ringene. Den magnetiske strømmen fordeles således over individuelle separate strømninger i de enkelte metallplater, hvor bare mindre virvelstrømmer kan utvikles, hvis effekttap er samlet sett betydelig lavere enn i et fast materiale. Arkene er vanligvis tynnere enn 1 mm. Jo tynnere arket, desto lavere virvelstrømstap og jo høyere driftsfrekvens.

Laminerte magnetiske kjerner brukes bare i området med lave frekvenser fra 16 til 400 Hz, med utgangstransformatorer også i hele lavfrekvensområdet opp til 20 kHz. Siden virvelstrømstapene øker kvadratisk med frekvensen, begrenser de frekvensområdet som materialet kan brukes til i tilfelle uegnet materiale på grunn av for høye tap. Sårte tapekjerner med en tykkelse på tape rundt 20 µm kan imidlertid brukes opp til 100 kHz. Ved frekvenser i det høye frekvensområdet brukes imidlertid pulverkjerner eller ferritter hovedsakelig til kjerner av transformatorer, spoler og drossler. Ferritter har høy spesifikk elektrisk motstand, i pulverkjerner er det elektrisk atskilte ferromagnetiske partikler med dimensjoner i mikrometerområdet. Selv om det oppstår virvelstrømmer, er de av underordnet betydning sammenlignet med hysteresetapene.

Overskudd eller ytterligere tap

Den overskytende eller ytterligere tap som er knyttet til energibehovet som oppstår når magnetiseringen av magnetiske elementer som er forårsaket av forskyvningen av Bloch-veggene. For høye induksjoner er de ubetydelige sammenlignet med hysterese og virvelstrømstap.

Tap etter effekter

De aftereffect tapene registrerer etterslep i tid av induksjons etter en foregående feltendringen på grunn av forsinkelser i dreie prosesser av magnetiske elementer. For høye induksjoner er de ubetydelige sammenlignet med hysterese og virvelstrømstap.

Fyllingsnivå

Fyllingsnivået til en magnetisk kjerne er forholdet mellom det magnetiserbare materialet i kjernen og en kjerne laget av fast materiale. For laminerte metallkjerner og pulverkerner er dette forholdet alltid <1. Siden flytdensiteten er relatert til antall magnetiserbare elementære magneter, er metningstrømstettheten med laminerte kjerner og pulverkjerner alltid mindre enn med et fullt materiale, avhengig av på fyllingsgraden. ${\ displaystyle B}$

Magnetostriksjon

Magnetostriksjon er den mekaniske deformasjonen av magnetiske materialer som et resultat av et påført magnetfelt. Ved å rotere dipolene i Weiss-domenene som et resultat av det påførte feltet, opplever kroppen en elastisk endring i lengde ved konstant volum. Verdier i området fra ca. 1 til 30 spm er vanlig  . Magnetostriksjon er ønskelig i noen applikasjoner (for eksempel detaljhandel sikkerhetsetikett ), men for det meste blant annet. på grunn av støyutvikling, uønsket.

Induktansberegning

For å beregne induktansen (choke, filterspole, transformator) kreves permeabiliteten og de geometriske parametrene til kjernen. Dette er bare mulig fordi eller når permeabilitetsfaktoren er høy sammenlignet med luft - bare da vil magnetfluksen stort sett være i kjernen styrt. Produsenter oppgir følgende verdier for ferritkjerner eller pulverkjerner:

• effektiv lengde på den magnetiske kretsen${\ displaystyle L \ mathrm {eff}}$
• effektivt kjernetverrsnitt ${\ displaystyle A _ {\ mathrm {eff}}}$
• Permeabilitetsnummer , hovedsakelig for en bestemt frekvens og flytdensitet${\ displaystyle \ mu _ {\ mathrm {r}}}$

Tilstedeværelsen og størrelsen på et luftspalte gjør beregningen mer komplisert - de magnetiske motstandene til spalten og kjernen må vurderes separat. Hvis luftspalten er liten, er dens effektive areal det til kjernen.

Flere produsenter tilbyr modeller for beregning av induktans på Internett:

• Kalkulator på nettet
• Epcos
• TDK Epcos
• Fericor
• eksperter
• Walter, beregning av viklingsgodset

En såkalt verdi kan bestemmes eller spesifiseres for spesifikke kjerner laget av ferritt eller pulver . Det gjør induktansberegningen mye enklere. Den verdi er vanligvis gitt i (NH / N ² ) (nanohenry per omdreining kvadrat), og er den resiproke verdi av den magnetiske motstand . ${\ displaystyle A_ {L}}$${\ displaystyle A_ {L}}$${\ displaystyle R _ {\ mathrm {m}}}$

Den kjerne geometri og permeabiliteten figuren blir tatt i betraktning i denne verdi. Hvis du vikler en kjerne med kjent verdi med svinger, får du en spole med induktansen: ${\ displaystyle A_ {L}}$${\ displaystyle A_ {L}}$${\ displaystyle N}$

${\ displaystyle L = A_ {L} \ cdot N ^ {2}}$

Følgelig kan man også bestemme verdien av ukjente kjerner eller kjernekonstruksjoner ved å måle induktansen til en testvikling laget av svinger: ${\ displaystyle A_ {L}}$${\ displaystyle N}$

${\ displaystyle A_ {L} = {\ frac {L} {N ^ {2}}}}$

Denne metoden er neppe egnet for jernkjerner, siden verdien av den opprinnelige permeabiliteten avviker vesentlig fra den gjennomsnittlige driftsverdien.

Beregningen gjelder bare hvis kjernematerialet drives i et lineært område av sin karakteristiske kurve som består av induksjon og magnetfeltstyrke eller forblir under metninginduksjonen. Det må bemerkes at da og derfor er verdien også avhengig av frekvens og flytdensitet. ${\ displaystyle B}$${\ displaystyle H}$${\ displaystyle \ mu _ {m} athrmr}$${\ displaystyle A_ {L}}$

Luftspalter reduserer verdien, men tillater en høyere magnetisk strømning opp til kjernemetningen. ${\ displaystyle A_ {L}}$

Kjernematerialer

Egenskaper av myke magnetiske kjernematerialer i sammenligning

De viktigste kommersielle myke magnetiske kjernematerialene eller materialene er:

• Massivt materiale
  • Jern , (såkalt " soft iron ")
• Laminerte laken
  • Silisiumjernlegeringer (SIFE), elektro ark og stål
  • Nikkel- jernlegeringer (nife), (my-metall, permalloy)
  • Kobolt- jernlegeringer (CoFe)
  • Aluminium- jernlegeringer (Alperm)
  • Amorft eller nanokrystallinsk metallisk glass
• Pulverkjerner
  • Kjerner av jernpulver (karbonyljern)
  • Pulverkjerner av nikkel-jern (NiFe), (MPP, High-Flux)
  • Pulverkjerner av silisium-jern (SiFe), ( Sendust , Kool Mµ)
• Ferritkjerner (Ferroxcube)
  • Mangan-sink-ferritter (MnZn)
  • Nikkel-sinkferritter (NiZn)

Oversikt over materialegenskapene til mykt jern og laminerte jernlegeringer

Følgende tabell gir en oversikt over materialegenskapene til mykt jern og lamelljernlegeringer. De numeriske verdiene bør brukes med forsiktighet, da permeabiliteten til ferromagnetiske materialer varierer sterkt med feltstyrken. For eksempel har 4% Si stål et permeabilitetstall på 2000 (nær 0 T) og maksimalt 35.000. I tillegg varierer de numeriske verdiene sterkt med sammensetningen av legeringene og den respektive termiske etterbehandlingen av materialet.

Jernkjerner, fast materiale

Ulegert, solid mykt jern

Pole stykke av et instrument i bevegelse

Mykt jern (glødet jern) er et mykt magnetisk materiale og består av ulegeret jern med høy renhetsgrad og er kjent under handelsnavnet ARMCO jern . Den produseres enten av pulver ved hjelp av en sintringsprosess eller ved hjelp av en smelteprosess i vakuum og er det billigste kjernematerialet. Den er preget av en høy metningsmagnetisering på ca. 2,15  Tesla , en høyere Curie-temperatur , som også tillater bruk ved høyere temperaturer, og en relativt lav tvangsfeltstyrke , slik at bare en liten restmagnetisme i strykejernet etter å ha slått av det eksterne magnetfelt forblir. Den kan brukes når midlertidig magnetisering av et eksternt magnetfelt ikke skal føre til permanent magnetisering. ${\ displaystyle H_ {C}}$

Mykt jern har ulempen med god elektrisk ledningsevne for magnetiske kjerner . Som et resultat kan virvelstrømstapene som oppstår i det vekslende feltet bli stort og varme opp en massiv kjerne laget av mykt jern. Siden ingen virvelstrømmer som oppstår med direkte strøm er bruken av faste bløtt jern er begrenset til, for eksempel, direkte felt åk med likestrøm pre -magnetization, magnetiske pol stykker, ankerlegemer, relé deler, fluks styreplater og releer . I tillegg spiller legert mykt jern en rolle i magnetiske skjold .

Laminerte metallkjerner

Generell

Mikroskopi av den mikrokrystallinske strukturen til elektrisk stål etter at beskyttelseslakken er fjernet

Jern - silisiumlegeringer var de første myke magnetiske materialene som ble brukt til kraftgeneratorer, transformatorer og elektriske motorer på 1800-tallet. Tilsetningen av silisium til jernet fører til en økning i den spesifikke elektriske motstanden til kjernematerialet, som et resultat av at virvelstrømstapene sammenlignet med ulegeret mykt jern reduseres. Karbon er av stor betydning i legeringssammensetningen. Selv små mengder av det fører til en aldring av de magnetiske egenskapene, de forverres. Av denne grunn er det nødvendig å holde karboninnholdet i den elektriske stålplaten så lav som mulig.

Legeringene som ofte brukes i dag er oppsummert under standardbegrepet elektrisk ark . Andre vanlige begreper er dynamoplate, transformatorplate, motorplate og elektrisk stål .

Lagdelte eller sammenrullede og gjensidig isolerte elektriske plater som magnetiske kjerner brukes hovedsakelig i området for strømfrekvensen (50/60 Hz) og andre lavfrekvente vekselstrømmer for overføring av høyere krefter .

FeSi-legeringer (elektrisk stål)

Stemplede deler og et vikletape laget av elektrisk ark for transformatorer og roterende maskiner

Elektrisk ark består av en jern-silisiumlegering av jern med lavt karboninnhold med høy renhet med tilsetninger på ca. 1 til ca. 4% silisium og små mengder av andre legeringselementer, slik som. B. aluminium og mangan med opptil 0,5%. En silisiumkonsentrasjon over 4% påvirker materialets mekaniske egenskaper; den blir sprø, forårsaker vanskeligheter med å rulle og brukes derfor ikke til elektriske stålplater. Andelen karbon er vanligvis under 0,005%.

Transformator kjerne laget av lagdelte elektriske stålplater

Elektrisk ark produseres fra smelten ved bruk av varmvalsing, kaldvalsing og glødeprosesser. Materialet rulles til tynne ark i tykkelsesområdet mellom 0,18 og 1 mm. For elektrisk isolasjon blir arkene vanligvis belegget med en 1 til 3 mikrometer tykk, ofte glødebestandig isolasjon. Deretter blir stansedeler eller strimler laget av metallplaten ved stansing eller skjæring, hvorfra jernkjernene for motorer eller transformatorer og chokes pakkes eller såres.

Strukturen til jernkjernene, stator- eller ankerstabler fra stemplede deler isolert fra hverandre reduserer virvelstrømstap. Stansing endrer de magnetiske egenskapene i området til de kutte kantene på grunn av indre påkjenninger, men de opprinnelige egenskapene kan gjenopprettes ved annealing ( sluttglødning ) ved ca. 800 ° C.

Ved 2,03 T har elektriske stålplater en veldig høy metningsmagnetisering med relativt lav restmagnetisering, slik at de magnetiske reverseringstapene er lave. De brukes hovedsakelig til kraftkonvertering ved strømfrekvens med flytdensitet mellom 1,5 og 1,8 T.

Toroidal kjerne og toroidal kjerne transformator laget av den

Elektrisk stål er standardisert og beskrevet i en liste med materialnummer. I henhold til egenskapene er den delt inn i isotrope , ikke- kornorientert (NO elektrisk stål ) og anisotropisk , kornorientert (KO elektrisk stål) materialer.

Armatur av en kommutatormotor med en laminert kjerne laget av stemplede og stablede metallplater

Ikke-kornorienterte, isotrope magnetiske materialer (NO elektrisk stål) kan magnetiseres likt i alle retninger. Den ideelle strukturen for en isotrop elektrisk stålstrimmel er en polykrystallinsk struktur med kornstørrelser mellom 20 og 200 mikrometer, hvorved krystallittene er tilfeldig justert med overflaten i arkets plan. Utviklingen av en tilstrekkelig isotropi av de magnetiske egenskapene til NO elektrisk stål påvirkes betydelig av utformingen av varmforming , kaldforming og sluttglødning . INGEN elektriske striper brukes hovedsakelig i roterende elektriske maskiner der magnetfeltets retning endres.

Kornorienterte, anisotrope materialer (KO elektrisk stål, strukturert ark) har en foretrukket retningsretning for magnetiserbarhet med høyere metningstrømstetthet, som genereres av flere påfølgende valsings- og glødebehandlinger. Gjennom dette spesielt introduserte anisotropi, i. H. På grunn av den jevne magnetiske orienteringen til krystallittene, reduseres de magnetiske reverseringstapene i kjernen med tilsvarende magnetiseringsretning, og permeabilitetstallet øker. Sammenlignet med NO-materialer kan KO-materialer derfor brukes til å produsere for eksempel transformatorer som har høyere effektivitet eller mindre størrelse. KO elektrisk stål brukes til krafttransformatorer, distribusjonstransformatorer og høykvalitets små transformatorer, fordi magnetfeltet i disse alltid er i samme retning. Den foretrukne utformingen er spoler (kuttet båndkjerne, toroidal kjerne). Hullede ark kan brukes ved å legge til en såkalt åkforsterkning i området der teksturen ikke har riktig retning.

Med en årlig verdensomspennende produksjon på rundt 10 millioner tonn er elektrisk stål det viktigste myke magnetiske materialet når det gjelder mengde og verdi. Den er stemplet eller kuttet i mange former og brukes til å lage magnetiske kjerner til elektriske maskiner , elektriske generatorer , elektriske motorer , transformatorer , reléer , kontaktorer , chokes , spoler , tenningsspoler , elektrisitetsmålere og kontrollerbare avbøyningsmagneter .

Elektrisk metallplate brukes som en magnetisk kjerne i elektriske generatorer, transformatorer, motorer, chokes og spoler i mange forskjellige størrelser.

NiFe-legeringer (mu-metall, permalloy og supermalloy)

Konstruksjon av en sjøkabel med Mu-metalltråd viklet på lederen (Krarup-kabel)

Utviklingen av de myke magnetiske nikkel-jernlegeringene er nært knyttet til utviklingen av transatlantiske telegrafiske sjøkabler . I 1914 utviklet Gustav Elmen ved Bell Laboratories en meget permeabel nikkel-jernlegering som han kalte permalloy , som var egnet for å kappe lederen for å øke impedansen . Denne legeringen besto opprinnelig av 78,5% nikkel og 21,5% jern uten ytterligere tillegg. Ved å tilsette kobber , senere krom eller molybden , ble denne legeringen gjort mer mekanisk smidig i 1923 og brukt med det nye handelsnavnet Mu-Metall i mange utenlandske kabler, se også Mu-Metall # History of Permalloy og Mu-Metall .

NiFe-legeringer med tilsetning av kobber (Cu), krom (Cr) eller molybden (Mo) har myke magnetiske egenskaper med lave tvangsfeltstyrker og relativt lav elektrisk ledningsevne. NiFe-legeringer er magnetisk anisotrope og kjennetegnes fremfor alt av høyt permeabilitetstall og også av lav magnetostriksjon .

Disse legeringene produseres ved hjelp av smelteprosessen, og etter avkjøling blir de bearbeidet til ark, strimler eller tråd . Stemplede deler eller bånd produseres. Mekanisk bearbeiding reduserer permeabiliteten drastisk, og derfor må ferdige deler glødes.

Myke magnetiske nikkel-jernlegeringer kan ha forskjellige sammensetninger. De er delt inn i tre grupper basert på nikkelinnholdet i legeringen. I tillegg til handelsnavnene nevnt nedenfor, er det mange andre navn som Cryoperm, Ultraperm, Vacoperm, Recovac (gruppe 1), Permax (gruppe 2), Permenorm, Megaperm (gruppe 3).

Gruppe 1: 72 til 80% nikkel

Dette inkluderer det såkalte mu-metall og sammenlignbare legeringer med navnene Permalloy og Supermalloy . De har følgende legeringskomposisjoner:

• Mu-metall, permalloy: 76… 80% Ni, 15… 16% Fe, 4… 5% Cu og 2… 3% Cr eller Mo
• Supermalloy: 75… 79% Ni, 16… 20% Fe og 3… 5% Mo

Legeringene i gruppen har en metningsinduksjon på 0,7 ... 0,8 T, lav tvangsfeltstyrke og en veldig høy relativ permeabilitet på 50 000 ... 500 000. I denne gruppen kan formen på hysteresesløyfen varieres innen svært vide grenser. Det er mulig å lage materialer med en firkantet sløyfe (Z), rund sløyfe (R) og flat sløyfe (F).

Nife legeringer av gruppe 1 ble anvendt som kjernemateriale for lavfrekvent - transformator , strømtransformator brukes og magnetiske strømsensorer.

Materialene, spesielt MuMetall, brukes også som et skjermingsmateriale mot magnetfelt.

Gruppe 2: 54 til 68% nikkel

Disse legeringene inneholder 54 ... 68% nikkel og oppnår metningstrømstetthet på 1,2 ... 1,5 T. I disse legeringene kan et magnetfelt temperering (sterkt magnetfelt under gløding) brukes til å sette en foretrukket magnetisk retning med høy permeabilitet. Ni-Fe-legeringer i gruppe 2 brukes som kjernemateriale for summeringsstrømstransformator for jordstrømbryter , brukt transduser og pulstransformatorer.

Gruppe 3: 36 til 50% nikkel

NiFe-legeringer med 36 ... 50% nikkel har en metningstrømstetthet på opptil 1,6 T. Med disse materialene kan strukturen og dermed formen på hysteresesløyfene endres over et bredt spekter ved rullende og mellomliggende gløding. Gruppe 3 Ni-Fe legeringer brukes som kjernemateriale for magnetiske sensorer, høysensitive reléer for jordfeilbrytere og elektriske motorer med minimale tap.

CoFe-legeringer

Koboltjernlegeringer (CoFe-legeringer) som Fernico eller Kovar ble opprinnelig utviklet for glassgjennomføringer på grunn av deres lave termiske ekspansjonskoeffisient . På slutten av 1930-tallet gjorde Fernico-legeringen som en magnetisk kjerne i spoler for radiomottak det mulig å oppnå en betydelig reduksjon i dimensjoner sammenlignet med luftkjernede spoler. Etter andre verdenskrig ble den ekstremt høye metningsmagnetiseringen av CoFe-ark anerkjent ved å endre legeringssammensetningen.

Kobolt-jernlegeringer med en sammensetning på rundt 49% kobolt, 49% jern og tilsetninger av vanadium , niob , krom eller mangan har den høyeste metningspolarisasjonen av alle kjente myke magnetiske materialer med opptil 2,3 T. Med tvangsfeltstyrker på 40 til 200 A / m er hysteresetapene til disse materialene også i mellomområdet.

I tillegg til gode mekaniske egenskaper, brukes kobolt-jernlegeringer hovedsakelig på grunn av sin høye Curie-temperatur på opptil 950 ° C i applikasjoner med høyere temperaturer, for eksempel i motorindustrien og aktuatorteknologien .

CoFe-legeringer for magnetiske kjerner leveres som strimler, stenger, wire, stemplede deler, EK-kjerner så vel som faste deler. Handelsnavn for magnetisk myke kobolt-jernlegeringer inkluderer: Hyperco, Permendur, Phynicx, Vicalloy, Vacoflux, Vacodur.

AlFe-legeringer (Alperm)

Aluminium-jernlegeringer (Al-Fe-legeringer) som Alperm , som består av 83 til 87% jern og 13 til 17% aluminium, har også myke magnetiske egenskaper og er preget av en særlig høy mekanisk hardhet . Alperm ble utviklet i 1939 av de japanske oppfinnerne av Sendust- legeringen, H. Masumoto og H. Saito, for å erstatte nikkel, som var lite i Japan under andre verdenskrig.

Alperm har en metningsmagnetisering på 0,8 T og en permeabilitet på 55 000. På grunn av hardheten ble Alperm brukt i kassettehodene til båndopptakere . I dag er den store magnetostriksjonen av materialet blant annet. utnyttet i magnetoelastiske sensorer.

I tillegg til Alperm er følgende handelsnavn kjent for myke magnetiske aluminium-jernlegeringer: Alfenol og Alfer.

Amorft og nanokrystallinsk metallglass

Metallglass dannes av en smelte (A) som helles på et avkjølt, roterende hjul (B) og avkjøles plutselig. Dette skaper et tynt bånd (C).

Produksjonen av metallisk glass er en teknikk fra 1960-tallet. Det første myke magnetiske metallbåndet ble utviklet i 1982 og brukt i motorer og transformatorer de neste årene, der lave kjerne tap er viktig, se også Metallisches Glas # Geschichte .

Et metallglass er en myk magnetisk legering av metaller og ikke-metaller, som på atomnivå ikke har en krystallinsk , men en amorf struktur. Sammensetningene av slike legeringer kan være veldig forskjellige. Jernbaserte legeringer består vanligvis av 70 til 90% jern, kobolt (Co) -baserte legeringer består av 75 til 90% kobolt. Begge versjonene inneholder glassdannende tilsetningsstoffer av silisium og bor samt typespesifikke tilsetningsstoffer av kobber, nikkel eller niob.

Pakk inn fra et metallbånd av glass

Et metallglass dannes når en smelte av en passende legering helles gjennom en dyse på et avkjølt, roterende kobberhjul og avkjøles fra rundt 1300 til 10 ° C i løpet av millisekunder. Temporal temperaturfall på opptil 1.000.000  K / s oppnås. Dette skaper et bånd på hjulet med en amorf, glasslignende struktur laget av metalliske partikler. Båndet er rundt 20 til 40 µm tykt og kan produseres i bredder på opptil 200 mm.

Dette båndet er forsynt med et tynt, elektrisk isolerende lag og deretter viklet opp i ruller. Imidlertid kan segmenter også stanses ut av båndet.

Klipp tape og rund tape kjernen

På grunn av den raske avkjølingen av smelten, har størrelsen på elementære magneter i det resulterende materialet holdt seg i atomområdet. For å danne en nanokrystallinsk tilstand av elementære magneter, utsettes materialet for en to-trinns glødebehandling. I løpet av den første glødefasen ved en temperatur mellom 540 og 580 ° C vokser elementmagnetene til en kornstørrelse på rundt 10 til 15 nm. Kornstørrelsen i dette “nanokrystallinske metallglasset” stabiliseres ved tilsetning av kobber eller niob. Metallglass med større kornstørrelse av elementærmagneter, der kornene kan vokse nm til ca. 100, er "amorft metall" ( amorf metall referert til).

Etter den første glødningsfasen er stripen magnetisk homogen og derfor isotrop; H. de magnetiske egenskapene er de samme i alle retninger. I denne tilstanden har materialet en rund hysteresesløyfe med et polarisasjonsforhold på rundt 50% i forbindelse med høy initial og høy maksimal permeabilitet, som kan øke til flere hundre tusen. I denne tilstanden blir båndet vanligvis først viklet til båndkjerner i ønsket form. Den andre varmebehandlingen, som er under krystalliseringstemperaturen, kan deretter finne sted. Under denne andre glødebehandlingen utsettes kjernene for et sterkt magnetfelt. Dette feltet "induserer" en kontrollert uniaxial anisotropi; H. en magnetisk innretting av elementære magneter, hvis retning avhenger av feltets orientering mot stripekjernen og også av glødetemperaturen. Med denne andre varmebehandlingen kan spesielle hysteresesløyfer settes målrettet. ${\ displaystyle B_ {R} / B_ {S}}$

Fremstillingsprosessen av amorfe og krystallinske metalliske glassbånd resulterer i noen gode egenskaper. De individuelle elementmagneter i materialet er delvis isolert fra hverandre av de ikke-ledende glassdannende elementene, slik at den spesifikke motstanden til materialet, rundt 120 til 150 µΩ · cm, er rundt tre ganger høyere enn for elektrisk stål. I tillegg er de veldig små, med krystallinske metalliske glassbånd er de rundt 10 nm. Som et resultat er virvelstrømstap lavere enn med andre krystallinske legeringer, selv ved høyere frekvenser. Den til tider veldig høye permeabiliteten til metallbånd i glass muliggjør høy demping selv i området med høyere frekvenser med strømkompenserte drossler . Sammenlignet med ferrittkjerner kan de nødvendige høye impedansverdiene oppnås med et lavere antall svinger, noe som betyr at kobbertap kan reduseres. En annen fordel med koboltbaserte amorfe og nanokrystallinske glassbånd er den lave magnetostriksjonen av disse materialene, som er nesten null. Som et resultat kan det produseres mekanisk ufølsomme og støyfattige induktive komponenter selv under høye belastninger.

Amorfe metalliske og nanokrystallinske metalliske glassbånd brukes som magnetiske kjerner i reststrømbrytere, som kjerner for transformatorer med lave ikke-belastningstap. og brukes i økende grad i strømkompenserte choker for EMC- filtre for undertrykkelse av bredbåndsinterferens . Magnetiske kjerner laget av metallglass i lette elektriske motorer ble spesielt viktige.

Pulverkjerner

Generell

Jernpulver

Pulverkjerner (pulverkomposittmaterialer) er ferromagnetiske materialer produsert av pulvermetallurgi for magnetiske kjerner av induktorer.

Under produksjon blandes ferromagnetiske metallkorn av forskjellige legeringer i form av pulver sammen med et passende organisk eller uorganisk elektrisk isolerende bindemiddel og bringes til ønsket tetthet og form ved pressing og påfølgende termisk herding. Produksjonen avsluttes ved å avgradere og belegge den ytre isolasjonen. Fargene på belegget på pulverkjerner brukes for det meste til å identifisere de forskjellige materialene og deres permeabilitet. Merkingen avhenger imidlertid av produsenten.

Pulverkjerner har en lignende høy metningsinduksjon som ark laget av samme legeringsmateriale. Imidlertid i pulverkjerner isoleres de individuelle metalliske magnetiske partiklene fra hverandre av bindemidlet, slik at det dannes et såkalt distribuert luftspalte. Dette skaper en intern skjæring av magnetiseringskurven, noe som fører til en tilsvarende lavere permeabilitet sammenlignet med laminerte kjerner. Pulverkjerner tolererer derfor naturlig en høyere likestrømspenning. Permeabiliteten bestemmes også av tettheten til den pressede kjernen, dvs. H. påvirket av avstanden mellom de pressede metallkornene ( grad av fylling ). En høyere tetthet av metallkorn, som oppnås med høyere trykk og en mindre andel bindemiddel, resulterer i høyere permeabilitet. Størrelsen på metallkornene presset inn i kjerner påvirker også egenskapene til den magnetiske kjernen. Jo mindre kornene er, desto lavere blir virvelstrømtapene, noe som muliggjør drift ved høyere frekvenser, i likhet med ferrittkjerner.

Maksimalt trykk som kan genereres begrenser den maksimale størrelsen på pulverkjerner, slik at det maksimale volumet er rundt 350 cm³. Den er preget av sin mekaniske følsomhet for støt og aldring under høye termiske belastninger. Kostnaden for pulverkjerner avhenger av materialet og er ofte godt over kostnadene for ferrittkjerner, men under kostnaden for nanokrystallinske og amorfe båndkjerner.

Fordelene med pulverkjerner sammenlignet med laminerte metallkjerner er lavere virvelstrømstap ved høyere frekvenser, fordi kornene er elektrisk isolert fra hverandre av bindemidlet. Pulverkjerner brukes derfor hvor lav masse ikke er viktig ved frekvenser langt over nettfrekvensen og / eller der høye likestrømsfelt er overlagret.

Tabellen nedenfor viser en generell sammenligning av det myke magnetiske pulveret og ferrittmaterialene som brukes til lignende bruksområder.

Pulverkjerner har toleranser for Al-innholdet på ± 8… 10%.

Pulverkjerner er tilgjengelige som toroide kjerner (vanligste form, for det meste isolert, ytre diameter ca. 4 til 170 mm), E-kjerner, EF-kjerner, EM-kjerner, U-kjerner, grytekjerner, trådspolekjerner og stenger. Noen produsenter tilbyr kundespesifikk behandling.

Kjerner av jernpulver (karbonyljern)

Karbonylpulver

De aller fleste jernpulverkjerner er laget av karbonyljern , men det er også jernpulverkjerner laget av hydrogenredusert jernpulver. Karbonyljern er et meget rent jern som produseres ved spaltning av renset, flytende jernpentakarbonyl . Den kan renses ved destillasjon og etter nedbrytning over 150 ° C, i tillegg til karbonmonoksid, danner den et spesielt rent jernpulver (99,98 ... 99,999% jern), det såkalte karbonyljernet. Partikkelstørrelsen til pulverkornene er 2 til 8 um. I 1924 implementerte BASF , som fremdeles er den største produsenten av karbonyljern, produksjonsprosessen som ble oppdaget i 1891 i storproduksjon av jernpentakarbonyl og bearbeidet det til karbonyljern med høy renhet.

Jernpulverkjerner laget av hydrogenredusert jernpulver har en like høy grad av renhet og lignende mekaniske og fysiske egenskaper.

Jernpulverkjerner er de billigste pulverkjernene. De har en metningsinduksjon på opptil 1,6 T. Den respektive permeabiliteten til de forskjellige jernpulvermaterialene, som kan være mellom 10 og 100, er satt av trykket og prosentandelen av bindemidlet i pulveret.

Jernpulverkjerner har en relativt lav og for det meste lineær temperaturavhengighet av karakteristikkene i området fra -55 til +125 ° C. Temperaturkoeffisienten er mellom 30 og 550 ppm / K, avhengig av type. Al-verdien kan følges med en toleranse på ± 10%. Typiske applikasjoner er resonanskretser, chokes og transformatorer i frekvensområdet fra 50 til rundt 500 MHz.

Kjernetapene til jernpulverkjerner er høye sammenlignet med andre pulvermaterialer. De høyere kjernetapene kan imidlertid kompenseres på grunn av prisfordelene ved å bruke mekanisk større kjerner og dermed lavere modulering. Siden kjernetapene øker kraftig med økende frekvens, brukes jernpulverkjerner bare i induktorer for applikasjoner med høyere effekt opp til rundt 500 kHz.

Jernpulverkjerner brukes for eksempel til lagringsdrossler , interferensdempende chokes og transformatorer.

FeSi pulverkjerner (Mega Flux, XFlux)

Jern-silisiumpulverkjerner med et silisiuminnhold på 6,5% oppnår en noe høyere metningsinduksjon ved 1,6 T enn karbonyljernpulverkjerner, men har noe lavere kjernetap. Med dette og med de oppnåelige effektive permeabilitetene på 26 ... 90, kan meget høye likestrømstrømmer tåles.

Mega Flux- og XFlux-kjerner er et mer kostnadseffektivt alternativ til de såkalte HighFlux-kjernene (jern-nikkel-legering), forutsatt at noe høyere kjernetap er akseptable. Si6.5 Fe pulverkjerner brukes i anvendelser med høy likestrømbelastninger, slik som veksling regulatorer eller avbruddsfri strømforsyning (UPS).

SiAlFe pulverkjerner (Sendust, Kool Mu)

Sendust , en myk magnetisk Si-Al-Fe-legering laget av 9% silisium, 6% aluminium og 85% jern, ble utviklet i 1936 ved Imperial University of Tōhoku i Sendai , Japan som et nikkelfritt alternativ til permalloy for spoler i telefonnettverk. Navnet er et portmanteau som betyr støv (engelsk: dust ) fra Sendai: Sen-dust.

Sendust pulvermaterialet er også kjent som Kool Mu . Bruken av billig silisium gjør materialet mer kostnadseffektivt enn MPP- og XFlux-kjerner. Sendust pulverkjerner har en metningsinduksjon på rundt 1 T med permeabiliteter mellom 14 og 125. Kjernetapene er betydelig lavere enn jernpulverkjerner, men høyere enn MPP- og høyflukskjerner.

En fordel er lav magnetostriksjon, noe som fører til lav støyutvikling under drift og er viktig i lydsektoren og for chokes i dimmere . Temperaturkoeffisienten til induktansen til disse kjernene er negativ i motsetning til andre pulverkjernematerialer. Sendust pulverkjerner er egnet for frekvenser opp til 500 kHz eller opptil 1 MHz, avhengig av produsentens instruksjoner. De er produsert som toroide kjerner, E, U-kjerner, som blokker og som stenger.

NiMoFe pulverkjerner (MPP-kjerner)

Molypermoylegering (MPP) består av en nikkel-molybden-jernlegering med ca. 79… 81% nikkel, 2… 4% molybden og 17… 20% jern. Materialet ble først brukt i 1940 for kapasitiv kompensasjon i lengre telefonlinjer.

MPP-kjerner har en metningsinduksjon på rundt 0,8 T. Permeabilitetene er 14… 550. Temperaturkoeffisienten for permeabilitet er 25 ... 180 ppm / ° C, avhengig av typen. Kjernene er priset i det øvre området blant pulverkjernene. Avhengig av produsent kan de brukes fra 200 kHz til 1 MHz.

MPP-kjerner har de laveste kjernetapene blant pulverkjernene. De er derfor egnet for lavtapstransformatorer, for chokes med høy rippelstrømbelastning og flyback-omformere , samt for induktorer med høy kvalitet og høy temperaturstabilitet, og brukes derfor fortsatt i telefonlinjer.

NiFe pulverkjerner (kjerner med høy fluks)

Ni-Fe pulverkjerner er kjent som pulverkjerner med høy fluks og er en modifikasjon av MPP-kjernene uten tilsetning av molybden med en materialesammensetning på 50% nikkel og 50% jern. Med en metningsinduksjon på 1,5 T og permeabiliteter på 14… 160, oppnår høyflukskjerner verdier som er sammenlignbare med jernpulver og Si-Fe pulverkjerner, men har lavere kjernetap. Remanensen, som er nesten null, bidrar også til dette, som et resultat av at materialet har svært lave magnetiske reverseringstap, noe som gjør det egnet for eksempel for flyback-transformatorer . High-flux pulverkjerner har også god temperaturstabilitet. De kan brukes opp til omtrent 1 MHz og er spesielt egnet for applikasjoner med høy DC-forspenning, for eksempel i chokes for å bytte regulatorer.

Ferritkjerner

Generell

Modell av den kubiske krystallstrukturen til ferritter med innebygde metallforbindelser i museet til Tokyo Institute of Technology

De ferrites var i Japan ved T. Takei og Y. Kato, grunnleggeren av selskapet i 1930 TDK , ved Tokyo Institute of Technology oppfunnet, men utilstrekkelig patentert. I Nederland begynte JL Snoek å undersøke kobber-sink-ferritter ved Philips Natuurkundig Laboratorium på begynnelsen av 1940-tallet . Denne utviklingen førte til ferritter kalt Ferroxcube med reproduserbare egenskaper for mange forskjellige bruksområder, se også Ferrit # historie .

Feritter er ferrimagnetiske materialer . I ferrimagnetisme er de enkelte elementmagneter i Weiss-områdene av materialet justert parallelle og antiparallelle i forskjellige mengder og i hvilken som helst retning. Ved å påføre et eksternt magnetfelt , justerer de seg med feltet, noe som fører til en delvis utryddelse av magnetmomentene . Den totale magnetiserbarheten er noe redusert. Med denne reduserte magnetiserbarheten oppfører ferritter seg deretter makroskopisk likt ferromagnetiske materialer.

Mikrostruktur av ferritter

Utgangsproduktene for produksjon av myke magnetiske ferritter er jernoksidene jern (III) oksid ( hematitt , Fe ₂ O ₃ ) eller magnetitt (Fe ₃ O ₄ ) i en meget ren form. Finmalt metalloksider eller metallkarbonater av metallene nikkel (Ni), sink (Zn), mangan (Mn), sjeldnere kobolt (Co), kobber (Cu), magnesium (Mg) eller kadmium (Cd) blir tilsatt til finmalt grunnmateriale . Disse pulverene blandes så jevnt som mulig med hverandre, enten tørre eller våte. Blandingen utsettes deretter for kalsinering ved ca. 1000 ° C. Fra rundt 950 ° C dannes mangansinkferrit, krystallgitteret til jernoksydet oppløses og det dannes et kubisk spinellgitter , der hver komponent tar sin spesifikke plass i gitteret som et ion . Etter kalsineringen blandes det resulterende ferrittpulveret igjen med vann og et bindemiddel og males til fine korn av samme størrelse som mulig med kornstørrelser på ca. 1 til 2 um. Etter at pulveret har tørket, presses det til ønsket form ved bruk av høyt og jevnt trykk. Emnene befinner seg da i en spesialtilpasset atmosfære ved 1000 ... 1450 ° C sintret . Under sintringen krymper volumet av kjernen med rundt 40 ... 50%. Under sintring vokser de enkelte kornene til en struktur med ferrimagnetiske korn av forskjellige størrelser. Siden de ytre grensene til kornene består av ikke-ledende Fe ₂ O ₄ , er de praktisk talt isolert fra hverandre og har dårlige elektriske eller ikke-ledende materialegenskaper, noe som forklarer deres ekstremt lave virvelstrømtap .

Overflaten av delte ferrittkjerner er malt flat i kontaktflatene etter sintring og, i tilfelle av et luftspalte, omarbeidet for dimensjonsnøyaktighet. Ferrit toroidale kjerner er ofte utstyrt med et isolerende lag ( parylene , epoxyharpiks eller polyuretan ), siden ingen spirallegemer kan brukes her og ferrittmaterialet ikke er tilstrekkelig isolerende.

Keramiske ferritter, som alle keramiske materialer, er harde og sprø og derfor utsatt for brudd.

En annen mulighet er å blande de malte ferrittkornene med et termoplastisk komposittmateriale og bringe denne massen i ønsket form ved hjelp av en sprøytestøpeprosess . Dette kan gjøres uten sintring, dvs. H. finne sted uten krymping, hvorved mekaniske toleranser kan oppnås. Senere bearbeiding ved bruk av metodene som er vanlige for plast er mulig. Den såkalte "Plastoferrite" er produsert som spiralbærere, flerhullskjerner og i form av hus, plugger og folier. Typiske brukseksempler på plastoferritt er skjold, mikrobølgeabsorbatorer, støydempere og fleksible antenner. Fleksible ferritter brukes også til induktiv energioverføring, som beskrevet i Qi-spesifikasjonen . Plastoferritter brukes også i roterende transformatorer for lidarsystemer , så vel som for RFID og bilapplikasjoner.

eiendommer

Ferritkjerneinduktorer

Ferritens egenskaper er ikke sammenlignbare med pulverkjerner . Med ferritter danner kornene en solid struktur gjennom sintring, mens pulverkjerner holdes sammen av et bindemiddel. Den elektriske isolasjonen av kornene fra hverandre er kritisk med pulverkjerner, mens ferritter er dårlige ledere fra begynnelsen. Ferritter har en lav, raskt begynnende metning, men relativt høy permeabilitet. De er preget av lave kjerne tap over et bredt frekvensområde og lave kostnader. Pulverkjerner når derimot gradvis metning, har høy metningstrømstetthet og lave permeabiliteter. For lagringsformål (lagringsdrossler, flyback-transformatorer) er ferrittkjerner avhengige av åpne design eller luftspalter for å unngå kjernemetning.

Når det gjelder ferrittkjerner, må det skilles mellom to hyppig forekommende grupper av materialer hvis egenskaper utfyller hverandre:

• Mangan - sink -ferritt (Mn) i blandingen Mn _et Zn _(1-a) Fe ₂ O ₄

har høyere permeabilitet ( µ _i = 300 til 20.000), høyere metningsinduksjon, en spesifikk motstand i størrelsesorden 0,1 til 10 Ωm og brukes som magnetiske kjerner for applikasjoner med høyere effekt opp til ca. 4 MHz, for eksempel i koblet -modus strømforsyninger, nåværende sensorer, plane transformatorer og chokes

• Nikkel- sinkferritter (NiZn) i sammensetningen Ni _a Zn _(1-a) Fe ₂ O ₄

har en litt lavere permeabilitet ( μ _i = 10 til 3500), en lavere metningsinduksjon, men en vesentlig høyere spesifikk motstand i området fra 10 ⁴ til 10 ^{til 6}  fim og benyttes som magnetkjerner for HF-filtre, HF sendere, antenner, chokes og transpondere opp til ca. 10 MHz og for interferensundertrykkelse opp til ca. 1000 MHz.

Unntaket er vanlige modusdrossler der MnZn-ferritter opp til 70 MHz og NiZn-ferritter fra 70 MHz opp til GHz-området brukes.

Innen hver gruppe er det et stort antall forskjellige materialkomposisjoner med forskjellige egenskaper, slik at et passende materiale er tilgjengelig for praktisk talt alle frekvensområder. For spesielle anvendelser, er det også en gruppe av materialer med en kobolt-sink-Fe ₂ O ₄ preparat som er egnet for mikrobølger .

Typer av ferrittkjerner

Det er et bredt utvalg av design og størrelser for ferrittkjerner og ferrittmaterialer. Noen av designene er standardiserte, men kundespesifikke løsninger fører alltid til nye, ennå ikke standardiserte design. Designene er angitt med forkortelser som B. "E-kjerne", som ofte skyldes formen. Med det store antallet produsenter over hele verden samsvarer imidlertid ikke forkortelsene alltid, som en sammenligning av produsentene Ferroxcube, Tridelta, Magnetics og Chen Yang viser.

Ferrit toroidale kjerner

• 

  Toroidal kjerne

• 

  delt toroid

• 

  Toroidal transformator

Ferrit toroidale kjerner danner vanligvis en lukket magnetisk krets uten luftspalter. Viklingene vikles vanligvis direkte på den toroide kjernen ved bruk av spesielle viklingsmaskiner uten spiralholder . Geometrien til den toroidale kjernen skaper et sirkulært magnetfelt i kjernen, så praktisk talt er hele feltet begrenset til kjernematerialet. Som et resultat kan ikke bare høyeffektive transformatorer produseres med toroidale kjerner, men den elektromagnetiske forstyrrelsen som slippes ut av spolene kan også reduseres.

C, U, UI, E, ER, EFD ferrittkjerner

• 

  C kjerne

• 

  U kjerne

• 

  UI-kjerne

• 

  E kjerne

• 

  ER, ETD-kjerne

• 

  EFD-kjerne

"I-kjerne" : En I-kjerne er en stang med et rektangulært tverrsnitt som kan danne en lukket magnetisk krets med en C- eller U-kjerne.

"C-" eller "U-kjerne" : C- og U-kjerner kan enten sammenføyes med en I-kjerne eller med en annen kjerne av samme type for å danne en magnetisk lukket krets. Fordelen med disse designene er at spolene kan vikles på spolen på forhånd og deretter skyves over beina. Luftspalter opprettes ved hjelp av mellomlag.

"E-kjerne" En E-kjerne med en I-kjerne eller to E-kjerner sammenføyde danner en magnetisk krets for transformatorer eller sendere. Spolebæreren med spolene sitter på midtbenet. Et luftspalte oppnås ved å gjøre midtbenet litt kortere enn de to ytre benene, eller ved å forbinde flate partnere med et mellomlag.

Monteringseksempel

Montering av en ER-ferrittkjerne skjer ved hjelp av spiralformeren og to metallklemmer på utsiden som presser kjernehalvdelene sammen i midten.

• 

  ER, ETD-kjerne

• 

  Kjerner og spole før montering

• 

  den samlede induktansen, her en transformator

Ferritkanne og kjernekjerner, tilbehør

• 

  Grytekjerner

• 

  EP-kjerne

• 

  RM-kjerne

• 

  Justerskruekjerner

• 

  Potkernetransformator

To kjernehalvdeler sammen, lukker en indre spiral og danner ikke bare en lukket magnetisk krets, men også god magnetisk skjerming. Dette reduserer EMC- problemer. Hvis grytekjerner brukes til spoler i resonanskretser, er det midterste hullet ofte forsynt med en gjeng som ferritskruekjerner kan skrus inn for justering. Med EP- og RM-kjernekjerner er skjermingen litt mindre, men de har mer tilgjengelige viklinger og derfor bedre varmespredning.

Ferrit plane kjerner

• 

  Plan kjerne

• 

  Kjerner og spole før montering

• 

  montert induktans

Planære ferritt E-kjerner eller ferritt plane kjerner har blitt utviklet på grunn av bedre varmespredning, lav design og muligheten for integrering i kretskortåpninger ( plane transformatorer ). Viklingene kan utformes som lederspor på kretskort; i tilfelle flerlagskretskort, kan flere svinger også ligge oppå hverandre. Dette designet er egnet for industriell masseproduksjon av induktorer.

Andre design

Ferritstangkjerner

• 

  Ferritstangkjerner

• 

  Ferritantenne for lang og middels bølge

Ferritstangkjerner bunt, for eksempel. som den magnetiske kjernen til en magnetisk antenne eller ferritantenne, den magnetiske komponenten i det elektromagnetiske feltet for mottak av elektromagnetiske bølger. Innpakket med ett eller flere spoler, danner disse svingekretser med paral- forbundne variable kondensatorer eller en varikapdiode , som bringes i resonans med senderfrekvensen når innstillingen. Ferritantenner er egnet for mottak av lang , lang ; Medium bølge eller kort bølge .

På grunn av den åpne magnetiske kretsen brukes stangkjerner til å produsere sensorspoler for linjedetektorer eller induktive nærhetsbrytere, metalldetektorer og høreapparatmottakere (induksjonsløkker).

Stangkjerner brukes fortsatt til å produsere stangkjernedrossler. De hovedsakelig enkelt-lags sårede kjernedrosslene er preget av en bredbåndsfiltereffekt (lav kapasitet mellom begynnelse og slutt), høy mulig likestrømsfor magnetisering, god varmespredning og enkel produksjon.

Ferritperforerte kjerner

• 

  Ferritkjerner som stående bølgefiltre

• 

  Splitt ferrittrørkjerne, såkalt hengslet ferritt

• 

  Stangkjernedrossel med splittede viklinger, ferritperle, dempende perler

• 

  Ferritperforert kjerne for baluns

• 

  Ferritperforert kjerne som justerbar induktans

Elektroniske enheter kan forårsake høyfrekvente elektromagnetiske forstyrrelser som forplanter seg langs tilkoblede kabler. For å dempe forstyrrelsene ved et lovlig godkjent tiltak, er kablene noen ganger av et stående bølgefilter , laget en hullferritkjerne. På grunn av induktansen fungerer denne kjernen som en choke og demper høyfrekvent interferens i vanlig modus.

Ferritperforerte kjerner på individuelle linjer kan også brukes til å undertrykke interferens, slike gjengede dempingsperler eller hylser kan også dempe push-pull-interferens, men må tilpasses overføringsbåndbredden.

Ferritperforerte kjerner i baluns fungerer som impedansomformere for å konvertere mellom en symmetrisk og en asymmetrisk linje.

I høyfrekvente spoler, for eksempel i båndfiltre , brukes ferrittkjerner til å justere eller justere induktansen. For dette formålet er de utstyrt med tråder slik at de kan flyttes med et verktøy inne i spolen.

Se også

• Magnetiske materialer
• Spolviklingsteknologi
• transformator

litteratur

• Günter Springer: Ekspertise innen elektroteknikk. 18. utgave, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9 .
• Hans Fischer: Materialer innen elektroteknikk. 2. utgave, Carl Hanser Verlag, München Wien, 1982 ISBN 3-446-13553-7 .
• O. Zinke, H. Enten motstander, kondensatorer, spoler og deres materialer , Springer-Verlag 1982, ISBN 978-3-540-11334-8 , DOI 10.1007 / 978-3-642-50981-0
• Trilogi med induktive komponenter: Bruksanvisning for EMC-filtre, bryteregulatorer og HF-kretser. Swiridoff Verlag, ISBN 978-3-89929-151-3 .
• Wolfgang Bieneck: Elektro T. Grunnleggende om elektroteknikk . 5. utgave, Holland + Josenhans Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-7782-4900-2
• Gert Hagmann: Grunnleggende om elektroteknikk. 6. utgave, AULA-Verlag GmbH, Wiesbaden 1997, ISBN 3-89104-614-6
• Richard Boll: Soft Magnetic Materials - Introduction to Magnetism. 4. utgave. Hanau 1990, ISBN 3-8009-1546-4 , s. 177; 278-279.
• C. Heck, Magnetic Materials and Their Applications, Elsevier, 22. oktober 2013, ISBN 1-4831-0317-X , 9781483103174
• Gregor D. Häberle, Heinz O. Häberle: Transformatorer og elektriske maskiner i krafttekniske systemer . 2. utgave. Verlag - Europa - Lehrmittel, Haan-Gruiten 1990, ISBN 3-8085-5002-3 . 
• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger: Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch . 25. utgave. Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-23876-3 . 

Individuelle bevis

1. ^ Franz Moeller, Paul Vaske (red.): Elektriske maskiner og omformere. Del 1-struktur, driftsmåte og driftsatferd, 11. reviderte utgave, BG Teubner, Stuttgart 1970.
2. ↑ ^{a b} Myke magnetiske kobolt-jernlegeringer. (PDF) VAC
3. ↑ ^{a b} H. Völz: Lecture Material Magnetism. (PDF) 1. april 2010
4. ↑ Tridelta, definisjoner og forklaringer (PDF)
5. ↑ DIN 50460: 1988-08, bestemmelse av de magnetiske egenskapene til myke magnetiske materialer; Generelle vilkår, grunnleggende om testprosedyrene
6. ↑ TDK, ferrit, sammendrag. (PDF)
7. ↑ ^{a b c d} Neosid, Del 1, Innledning, Generelt.  ( Siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiver )  Info: Linken ble automatisk merket som defekt. Vennligst sjekk lenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. (PDF)@1@ 2Mal: Dead Link / www.neosid.de  
8. ↑ Bosch (red.): Teknisk instruksjon i elektroteknikk . 1. utgave, Robert Bosch GmbH, Stuttgart 1976, VDT-UBE 002/1.
9. ^ A. Senner: Elektroteknikk . 4. utgave. Europa-Lehrmittel Verlag, 1965.
10. Her G. Herzer: Amorfe og nanokrystallinske myke magneter . (PDF) Vakuumsmelting
11. ↑ Sekels, vanlige spørsmål om magnetisk skjerming sekels.de
12. ↑ Sekels, Magnetic final glow sekels.de
13. ↑ ^{a b} D. Berndt, beregning av en magnetisk krets ved hjelp av eksemplet på en ferrittkjerne EF16 dietmarberndt.com
14. ↑ ^{a b} G. Schindler: Magnetiske komponenter og samlinger, grunnleggende, bruksområder, bakgrunner og historie. (PDF) attempo
15. ↑ O. Zinke, H. Enten, motstander, kondensatorer, spoler og deres materialer, Springer-Verlag 1982, ISBN 978-3-540-11334-8 , DOI 10.1007 / 978-3-642-50981-0 springer.com
16. ↑ ^{a b} Amorfe kuttede båndkjerner. (PDF) Sekels
17. ↑ Bestemmelse av metningens oppførsel avhengig av førmagnetisering, induktansmåling på kraftdrossler, elektroniknet.de, 5. november 2008 elektroniknet.de
18. ^ Günter Springer: Elektroteknikk. 18. utgave, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal 1989, ISBN 3-8085-3018-9 .
19. ↑ W.-R. Cander: Fysisk basert tilnærming i henhold til Bertottis teori. Beregning av jerntap. (PDF) TU Braunschweig
20. ↑ ^{a b c} jerntap, definisjoner, energie.ch, energie.ch
21. ↑ ^{a b c d} Myke magnetiske materialer og halvfabrikata. (PDF) VAC
22. ^ ^{A b c} M. Dekker: Kapittel 2, Magnetiske materialer og deres egenskaper. (PDF) Transformer-and-Inductor-Design-Handbook, 2004
23. ↑ ^{a b c d e} stålinformasjonssenter , brosjyre 401, publikasjoner om elektrisk stål og metallplater / MB401 elektrisk stål og metall.pdf PDF
24. ↑ magnetec.de ( Memento av den opprinnelige fra 08.04.2018 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. nanokrystallinske tapekjerner for 100 kHz / 0,3 T, tilgjengelig 7. april 2018 @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.magnetec.de
25. ^ Giorgio Bertotti: Hysterese i magnetisme ISBN 978-0-12-093270-2
26. ↑ Elektronisk utvikler, Online kalkulator, beregning av induktanser electronicdeveloper.de
27. ↑ Utviklingsverktøy for å bestemme nøyaktige tap i ferritter
28. ↑ TDK Epcos, Ferrit magnetisk designverktøy no.tdk.eu
29. ↑ Fericor, (DMEGC) magnetisk designverktøy fericor.com
30. ↑ Simulering av gasspjeld. (PDF) Strukturbildung-simulation.de
31. ↑ Beregning av viklingsvarer. (PDF) Walter
32. ^ GWC Kaye & TH Laby, Table of Physical and Chemical Constants, 14. utgave, Longman
33. ↑ Rent jern har en spesifikk motstand på 10 µΩ • cm
34. ↑ ARMCO-Eisen, Chemie-Lexikon, chemie.de
35. ↑ AKSteel ARMCO-Eisen aksteel.de
36. ^ ^{A b} Rolf Fischer: Elektriske maskiner. 12. utgave, Carl Hanser Verlag, München og Wien 2004, ISBN 3-446-22693-1 .
37. ^ J. Adilson de Castro, MF de Campos: COBEM Brasilia 2007, Modeling Descarborization Process of Heat Treatment of Electrical Steel. ( Memento av den opprinnelige fra 11 januar 2018 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. (PDF) @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.abcm.org.br
38. ↑ Magnetiske og teknologiske egenskaper, kaldvalset elektrisk plate og stripe, DIN EN 10106. (PDF) Waasner
39. ↑ Gisbert Kapp: Transformatorer for vekselstrøm og trefasestrøm. 3. økte og forbedrede utgave, utgitt av Julius Springer, Berlin 1907.
40. ↑ Magnetiske egenskaper til elektrisk stål. (PDF) Grå stanseenhet
41. ↑ Generell informasjon på elektriske plater. (PDF) EMT
42. ↑ Richard Boll: Soft Magnetic Materials - Introduction to Magnetism. 4. utgave. Hanau 1990, ISBN 3-8009-1546-4 , s. 177; 278-279.
43. ↑ Beuth-Verlag, DIN EN 10106, DIN EN 10107 beuth.de
44. ↑ ^{a b c} AK Steel International, Elektroband, aksteel.de
45. ↑ Stanz- und LaserTechnik Jessen GmbH, oversikt over elektriske arkegenskaper stanz-und-lasertechnik.de
46. ↑ DIN EN 10106, kaldvalset, ikke-kornorientert elektrisk ark og stripe i endelig glødet tilstand
47. ↑ DIN EN 10107, kornorientert elektrisk stålplate og stripe i endelig glødet tilstand
48. ↑ ^{a b} G. W. Elmen, HD Arnold, Permalloy, A New Magnetic Material of Very High Permeability, Bell System Tech., Volum 2, utgave 3, side 101–111, utgiver: American Tel. & Tel., USA, arkiv i juli 1923 . org
49. ^ History of the Atlantic Cable & Undersea Communications, 1924 New York - Azores Cable, atlantic-cable.com
50. ↑ Allen Grønn: 150 Years Of Industry & Enterprise På Enderby Mans Wharf . I: History of the Atlantic Cable og Undersea Communications . FTL-design. 2004.
51. ↑ Informasjonsark om Kernbleche. (PDF) Sekels
52. ↑ Vacuumschmelze, myke magnetiske nikkel-jernprodukter vacuumschmelze.de
53. ↑ VAC, MuMetall, datablad, vacuumschmelze.de
54. ↑ ESPI Metals, Permalloy 80 espimetals.com
55. ^ Magnetic Shield Corporation. (PDF) MuMetal
56. ↑ ^{a b} T. Stijntjes, B.van Loon, Scanning Our Past From The Netherlands, Early Investigations on Ferrite Magnetic Materials av JL Snoek og kolleger fra Philips Research Laboratories Eindhoven, Proceedings of the IEEE, Vol.96, No.5, Mai2008 ieeexplore.ieee.org
57. ^ Myke magnetiske kobolt-jernlegeringer. (PDF) VAC
58. ↑ Magnetiske egenskaper til raskt slukkede alpermbånd . I: science direct . April. doi : 10.1016 / 0304-8853 (84) 90161-6 .
59. ^ H. Saito: Effekt av aldring på maksimal permeabilitet i slukkede Fe-Al-legeringer (Alperm). (PDF)
60. Wo EP Wohlfarth: Handbook of Ferromagnetic Materials, Volum 5 . 1990, ISBN 978-0-444-87477-1 , s. 1-590.
61. ↑ ^{a b} G. Herzer: Amorfe og nanokrystallinske myke magneter. I: George C. Hadjipanayis (red.): Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Magnetic Hysteresis in Novel Materials, Mykonos, Greece, 1-12 July 1996. Volume 338. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht / Boston / London 1997, ISBN 0-7923-4604-1 , s. 711–730, vacuumschmelze.com (PDF)
62. ↑ Nanokrystallinsk mykt magnetisk materiale FINEMET. (PDF) Hitachi
63. ↑ S. Graubner: nano-krystallinske og amorfe kjerner. (PDF) SEKELS GmbH
64. ^ R. Wengerter: Nanokrystallinske myke magnetiske kjerner - et interessant alternativ ikke bare for svært krevende applikasjoner. (PDF) Sekels GmbH
65. ↑ ^{a b} Nanokrystallinske folier med høy ytelse. (PDF) Metglas
66. ^ J. Petro: Advanced Materials for Motor Laminations: Past, Present and Future. (PDF) Metglas
67. ↑ Hitachi, amorf og nanokrystallinsk, hitachimetals.com
68. ↑ ^{a b c} Magnetiske legeringer. (PDF) Hitachi Metals, Metglas
69. ↑ Vitrovac VAC
70. ↑ Finemet. (PDF) Hitachi Metals, Metglas
71. ↑ Mykt magnetisk høyteknologisk materiale Nanoperm. (PDF) Magnetec
72. ↑ VAC, nanokrystallinske myk magnetiske legeringer, Vitroperm vacuumschmelze.de
73. ^ ^{A b} V. R. Ramanan, M. Carlen: Distribusjon blir grønn.  ( Siden er ikke lenger tilgjengelig , søk i nettarkiver )  Info: Linken ble automatisk merket som defekt. Vennligst sjekk lenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. (PDF) FIG@1@ 2Mal: Dead Link / www.lead-central.com  
74. ↑ ^{a b c} J. Beichler: Designfordeler gjennom nanokrystallinske kjerner. (PDF) VAC
75. ^ J. Petro: Advanced Materials for Motor Laminations: Past, Present and Future. (PDF) Metglas
76. ↑ ^{a b c d e f g} Soft Ferrites and Accessories, Data Handbook 2013. (PDF) Ferroxcube
77. ↑ ^{a b c d} Jim Cox: Utvalg av jernpulverkjerner for RF-strømapplikasjoner. ( Memento av den opprinnelige fra 15 desember 2017 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. (PDF) Mikrometaller @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.micrometals.com
78. ↑ ^{a b c d} CWS, Hvordan velge jernpulver, Sendust, Koolmu, High Flux og MPP Cores som utgangsspole og chokes coilws.com
79. ↑ ^{a b} CSC Magnetic Powder Cores Catalog. (PDF)
80. ↑ ^{a b c} Samwha: Magnetiske kraftkjerner . (PDF)
81. ↑ ^{a b c d} Magnetics, Magnetics Powder Cores mag-inc.com
82. ↑ ^{a b} WORLD WIDE FERRITE MANUFACTURERS, Compilation av Walter - PE1ABR people.zeelandnet.nl
83. ↑ SMP SINTERMETALLE PROMETHEUS GmbH & Co KG
84. ↑ Spektrum, leksikonkjemi, Carbonyleisen Spektrum.de
85. ↑ Karbonylpulver. (PDF) BASF
86. ↑ ^{a b c} Magnetiske pulverkerner. (PDF) KDM
87. ↑ Micrometals, materialegenskaper, resonanskretser og bredbånd frekvensområdet micrometals.com ( Memento av den opprinnelige fra 04.01.2018 i Internet Archive ) Info: The arkivet koblingen ble automatisk satt inn og ennå ikke kontrollert. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen. @1@ 2Mal: Webachiv / IABot / www.micrometals.com
88. ↑ ^{a b c} XFlux Powder Cores (PDF) Magnetics
89. ↑ Mega Flux. Soft Magnetic Powder Core, Presentasjon, 09/2011. (PDF) CSC, Chang Sung Corp.
90. ↑ Magnetikk, Lær mer om Kool Mu Cores mag-inc.com
91. ↑ Pulverkerner, materialintroduksjon og oversikt. (PDF) Mikrometaller
92. Child Johan child Mark, Fredrik Rosén: Pulvermateriale for induktorkjerner, evaluering av MPP, Sendust og kjernekarakteristikker med høy fluks . Institutt for energi og miljø, Divisjon for elektrisk kraftteknikk, Chalmers University of Technology. 2013. Hentet 5. juni 2017.
93. ↑ ^{a b} University of Freiburg, Lecture Metals ruby.chemie.uni-freiburg.de
94. ↑ ^{a b c d e} Lær mer om ferritkerner. (PDF) Magnetikk
95. ↑ Ekbert Hering, Karl-Heinz Modler (red.): Grunnleggende kunnskap om ingeniøren . Fachbuchverlag Leipzig, München 2007, ISBN 978-3-446-22814-6 .
96. ↑ ^{a b} Murata, Ferrites, murata.com
97. ↑ Ferrit, impedans versus frekvens. (PDF) Megatron
98. ↑ Ferroxcube, Tron, ferritt kjerner oversikt megatron.ch
99. ↑ Tridelta, oversikt over ferritkjernedesigner tridelta- Weichferrite.de
100. ↑ Magnetikk, Lær mer om ferritformer mag-inc.com
101. ↑ ChenYang Technologies, ferrittkjerner / komponenter, myke ferritter og ferrittmaterialer softferrite.de