자기 코어

Magnetic core

자기 코어는 전자석, 변압기, 전기 모터, 발전기, 인덕터, 자기 기록 헤드 및 자기 어셈블리 등의 전기, 전기 기계 및 자기 장치의 자기장을 제한하고 유도하는 데 사용되는 높은 자기 투과성을 가진 자성 재료입니다.그것은 철과 같은 강자성 금속이나 페라이트 같은 강자성 화합물로 만들어진다.주변 공기에 비해 높은 투과성으로 인해 자기장 라인이 코어 재료에 집중됩니다.자기장은 종종 코어 주위에 전류가 흐르는 와이어 코일에 의해 생성됩니다.

자기 코어를 사용하면 전자기 코일자기장 강도를 코어가 없을 때보다 수백 배 높일 수 있습니다.그러나 자기 코어에는 고려해야 할 부작용이 있습니다.교류(AC) 장치에서는 변압기 및 인덕터와 같은 애플리케이션의 이력 와전류로 인해 코어 손실이라고 불리는 에너지 손실을 일으킵니다.보통 코어에 실리콘강, 페라이트 보자기력 및 이력(hysteresis)이 낮은 "부드러운" 자성 물질이 사용됩니다.

핵심 재료

전류는 암페어의 회로 법칙으로 인해 코일에 감긴 와이어를 통해 코일의 중심을 통해 자기장을 생성합니다.코일은 전자석, 인덕터, 변압기, 전기 모터발전기와 같은 전자 부품에 널리 사용됩니다.자기 코어가 없는 코일은 "공기 코어" 코일이라고 불립니다.코일의 중앙에 강자성 또는 강자성 물질의 조각을 추가하면 자기장이 수백 배 또는 수천 배 증가할 수 있습니다. 이를 자기 코어라고 합니다.와이어의 자기장이 심재를 관통하여 자화함으로써 와이어가 만들어내는 자기장에 코어의 강한 자기장이 더해집니다.코어별 자기장 증가량은 코어재료의 자기투과율에 따라 달라진다.와전류이력 등의 부작용이 주파수 의존적인 에너지 손실을 일으킬 수 있기 때문에 다른 주파수에서 사용되는 코일에는 서로 다른 코어 재료가 사용됩니다.

경우에 따라서는 손실이 바람직하지 않고 매우 강한 필드에서는 포화 상태가 문제가 될 수 있으며 '공기 코어'가 사용됩니다.플라스틱이나 복합재료와 같이 자기투과성이 크지 않지만 와이어의 코일을 고정하는 재료도 사용할 수 있습니다.

고체 금속

연철

"부드러운" 은 자기 어셈블리, 직류(DC) 전자석 및 일부 전기 모터에 사용되며, 공기 [1]코어보다 50,000배 더 강한 집중장을 만들 수 있습니다.

철은 포화되지 않고 높은 수준의 자기장을 견딜 수 있기 때문에 자기 코어를 만드는 데 적합합니다([2][3]주변 온도에서 최대 2.16테슬라).아닐 철은 "경질" 철과 달리 보자기력이 낮기 때문에 사용되며, 자기장을 제거해도 자화 상태가 유지되지 않으며, 이는 자기장을 반복적으로 전환해야 하는 애플리케이션에서 종종 중요합니다.

금속의 전기 전도율 때문에 고체 원피스 금속 코어가 변압기나 인덕터와 같은 교류(AC) 애플리케이션에 사용될 때, 변화하는 자기장은 그 안에서 순환하는 큰 와전류를 유도하고, 전계에 수직인 평면에서 전류의 폐쇄 루프를 유도한다.금속의 저항을 통과하는 전류는 줄 가열에 의해 금속을 가열하여 상당한 전력 손실을 일으킵니다.따라서 고체 철심은 변압기나 인덕터에는 사용되지 않으며, 적층 또는 분말 철심 또는 페라이트 같은 비전도성 코어로 대체됩니다.

적층 실리콘강

(왼쪽) 고체 철변압기 코어 내의 와전류(I, 빨간색).(오른쪽) 얇은 적층 코어를 절연체를 사이에 두고 필드(B, 녹색)와 평행하게 하면 와전류가 감소한다.이 그림에서는 필드 및 전류가 한 방향으로 표시되어 있지만 실제로는 변압기 권선의 교류와 함께 역방향입니다.

위에서 언급한 와전류 손실을 줄이기 위해 대부분의 저주파 전력 변압기와 인덕터는 얇은 실리콘 강철 판으로 구성된 적층 코어를 사용합니다.

라미네이션
전형적인 EI 라미네이션.

적층 자기 코어는 절연층으로 코팅된 얇은 철판 더미로 구성되어 있으며, 플럭스 라인과 가능한 한 평행하게 놓여 있습니다.절연층은 와전류에 대한 장벽 역할을 하므로 와전류는 각 적층 두께 내에서만 좁은 루프로 흐를 수 있습니다.와전류 루프의 전류는 루프 면적에 비례하므로 대부분의 전류가 흐르지 않도록 하여 와전류를 매우 작은 수준으로 줄입니다.방산전력은 전류의 제곱에 비례하므로 큰 코어를 좁은 라미네이션으로 분할하면 전력손실이 대폭 감소합니다.이것에 의해, 라미네이션이 얇을수록 와전류 손실이 작아지는 것을 알 수 있다.

실리콘 합금

철에 약간의 실리콘을 첨가하면(약 3%), 금속의 저항률이 최대 4배까지 [citation needed]극적으로 높아집니다.높은 저항률은 와전류를 감소시키므로 실리콘강은 변압기 코어에 사용됩니다.실리콘 농도가 더 높아지면 강철의 기계적 특성이 손상되어 메짐성으로 인해 압연에 어려움을 겪습니다.

GO(Gran Oriented)와 GNO(Gran Non Oriented)의 2종류의 실리콘강 중에서 GO가 자기코어로 가장 바람직하다.이것은 이방성이고, 한 방향에서 GNO보다 더 나은 자기 특성을 제공합니다.자기장 인덕터와 변압기 코어는 항상 같은 방향을 따르기 때문에 바람직한 방향으로 입상 강재를 사용하는 것이 유리하다.자기장의 방향이 바뀔 수 있는 회전 기계는 입자 중심의 강철로부터 아무런 이득을 얻지 못합니다.

특수 합금

자기 코어 용도에 특화된 합금 제품군이 존재합니다.를 들어 mu-metal, permalloy, supermalloy 등이 있습니다.테이프 감김 코어의 스탬프 또는 긴 리본으로 제조할 수 있습니다.Sendust와 같은 일부 합금은 분말로 제조되고 소결되어 모양을 만듭니다.

대부분의 재료는 자기 특성에 도달하기 위해 세심한 열처리가 필요하며, 기계적 또는 열적 남용에 의해 재료들이 손실됩니다.예를 들어 mu-metal의 투과성은 자기장 내 수소 분위기에서 소둔한 후 약 40배 증가하며, 그에 따른 급격한 굴곡은 입자 정렬을 방해하여 국소적인 투과성 손실을 초래한다.소둔 단계를 반복하면 이를 되찾을 수 있다.

유리 금속

비정질 금속은 비결정 또는 유리 상태의 다양한 합금(예: Metglas)입니다.이들은 고효율 변압기 제작에 사용되고 있습니다.이 재료는 낮은 이력 손실을 위한 자기장에 대한 응답성이 높고 와전류 손실을 줄이기 위해 전도율이 낮을 수 있습니다.전력회사는 현재 이러한 변압기를 신규 [4]설치에 광범위하게 사용하고 있습니다.높은 기계적 강도 및 내식성 또한 금속 유리의 일반적인 특성으로,[5] 이러한 적용에 긍정적입니다.

분말 금속

분말 코어는 적절한 유기 또는 무기 바인더를 혼합하여 원하는 밀도로 압착된 금속 입자로 구성됩니다.높은 압력과 낮은 양의 바인더로 더 높은 밀도를 달성할 수 있습니다.고밀도 코어일수록 투과율은 높지만 저항은 낮아져 와전류에 의한 손실이 커집니다.와전류가 대부분 개별 입자 내에서 제한되기 때문에 입자가 미세할수록 더 높은 주파수에서 작동할 수 있습니다.입자를 절연층으로 코팅하거나 바인더 얇은 층으로 분리하면 와전류 손실을 줄일 수 있습니다.더 큰 입자가 있으면 고주파 성능이 저하될 수 있습니다.투과성은 분산 공기 간격을 형성하는 입자 간 간격에 의해 영향을 받습니다. 간격이 작을수록 투과율이 높아지고 포화도가 낮아집니다.밀도의 차이가 크기 때문에 소량의 바인더라도 무게 면에서 부피가 크게 증가하여 간격이 좁아질 수 있습니다.

코어 손실과 와인딩 손실의 균형으로 인해 낮은 투과성 재료는 높은 주파수에 더 적합합니다.

입자 표면은 종종 산화되어 인산염 층으로 코팅되어 상호 전기 절연을 제공합니다.

분말 철분은 가장 싼 재료입니다.더 발전된 합금보다 코어 손실이 크지만, 이는 코어를 더 크게 함으로써 보상할 수 있습니다. 질량이나 크기보다 비용이 더 중요한 경우 유리합니다.약 1~1.5테슬라 포화 플럭스.비교적 높은 이력 및 와전류 손실, 동작은 낮은 주파수(약 100kHz 미만)로 제한됩니다.에너지 저장 인덕터, DC 출력 초크, 차동 모드 초크, 트라이악 조절기 초크, 역률 보정용 초크, 공진 인덕터 및 펄스 및 플라이백 [6]변압기에 사용됩니다.

일반적으로 사용되는 바인더는 에폭시 또는 기타 유기 수지이며 열적 노화에 취약합니다.일반적으로 125°C 이상의 고온에서는 바인더가 분해되어 코어 자기 특성이 변경될 수 있습니다.보다 내열성 바인더를 사용하면 코어를 최대 200°[7]C까지 사용할 수 있습니다.

철분 코어는 토로이드로 가장 일반적으로 이용 가능합니다.E, EI 및 로드 또는 블록으로 주로 고출력 및 고전류 부품에 사용됩니다.

카르보닐 철은 수소 환원 철보다 훨씬 더 비싸다.

카르보닐 철

고순도 철인 카르보닐 철로 이루어진 분말 코어는 광범위한 온도자속 레벨에 걸쳐 파라미터의 안정성이 높고 Q계수가 50kHz에서 200MHz 사이이다.카르보닐 철분말은 기본적으로 전기 절연체의 얇은 층으로 코팅된 마이크로미터 크기의 구체로 구성되어 있다.이는 현미경 적층 자기 회로(위의 실리콘강 참조)와 같기 때문에 특히 매우 높은 주파수에서 와전류를 감소시킵니다.카르보닐 철은 수소 환원 철보다 손실이 적지만 투과율도 낮다.

카르보닐 철 기반 자기 코어의 일반적인 용도는 고주파 및 광대역 인덕터 및 변압기, 특히 고출력 인덕터입니다.

카르보닐 철심은 종종 "RF 코어"라고 불립니다.

준비된 입자인 "E형"은 양파 같은 피부를 가지고 있으며 틈새로 분리된 동심원 껍데기를 가지고 있다.그것들은 상당한 양의 탄소를 함유하고 있다.그들은 겉의 크기보다 훨씬 더 작게 행동합니다."C형" 입자는 E형 입자를 400°C의 수소 분위기에서 장시간 가열하여 무탄소 [8]분말을 생성함으로써 제조할 수 있습니다.

수소 환원 철

수소 환원 철로 이루어진 분말 코어는 카르보닐 철보다 투과율은 높지만 Q는 낮다.주로 전자파 간섭 필터 및 저주파 초크에 사용되며, 주로 스위치 모드 전원 공급기에서 사용됩니다.

수소 환원 철심은 종종 "전력 코어"라고 불립니다.

MPP(몰리퍼몰로이)

몰리브덴 약 2%, 니켈 81%, 철 17%의 합금.매우 낮은 코어 손실, 낮은 이력, 따라서 낮은 신호 왜곡.온도 안정성이 매우 우수합니다.비용이 많이 든다.최대 포화 플럭스는 약 0.8테슬라입니다.고Q 필터, 공진 회로, 부하 코일, 변압기, 초크 [6]등에 사용

이 재료는 1940년에 처음 도입되었으며, 긴 전화 회선의 정전 용량을 보상하기 위해 코일을 장착하는 데 사용되었습니다.벤더에 [7]따라 최대 200kHz~1MHz까지 사용할 수 있습니다.온도 안정성으로 인해 지상 전화 회선에서도 여전히 사용되고 있습니다.온도가 더 안정적인 지하 라인은 비용이 [8]저렴하기 때문에 페라이트 코어를 사용하는 경향이 있습니다.

하이플렉스(Ni-Fe)

니켈과 철의 약 50~50%의 합금.약 1.5테슬라의 높은 에너지 저장, 포화 플럭스 밀도.잔류 플럭스 밀도가 0에 가깝습니다.DC 전류 바이어스가 높은 애플리케이션(라인 노이즈 필터 또는 스위칭 레귤레이터의 인덕터) 또는 잔류 플럭스 밀도가 낮은 애플리케이션(펄스 및 플라이백 변압기 등)에 사용되며, 특히 공간이 제한된 단극 드라이브에 높은 채도가 적합합니다.이 재료는 최대 [6]200kHz까지 사용할 수 있습니다.

Sendust, KoolMU

알루미늄 6%, 실리콘 9%, 철 85%의 합금.MPP보다 높은 코어 손실.자기저항이 매우 낮아서 소리가 작다.다른 재료와 달리 온도가 상승함에 따라 인덕턴스가 손실됩니다.온도 보정을 위해 복합 코어로서 다른 재료와 결합함으로써 이용할 수 있습니다.포화 플럭스는 약 1테슬라입니다.온도 안정성이 우수합니다.스위칭 전원, 펄스 및 플라이백 변압기, 인라인 노이즈 필터, 스윙 초크 및 낮은 음향 노이즈가 [6]중요한 위상 연소 제어기(예: 조광기)의 필터에 사용됩니다.

니켈이 없으면 재료의 가공이 쉬워지고 고휘발광 및 MPP보다 비용이 저렴합니다.

이 재료는 1936년 일본에서 발명되었다.벤더에 [7]따라 최대 500kHz~1MHz까지 사용할 수 있습니다.

나노크리스탈린

표준 철-붕소-실리콘 합금의 나노 결정 합금으로, 소량의 구리니오브 첨가.분말의 입자 크기는 10-100나노미터에 이른다.이 소재는 저주파에서 성능이 매우 우수합니다.인버터용 초크 및 고출력 애플리케이션에서 사용됩니다.다음과 같은 이름으로 제공됩니다.나노펌, 체외펌, 히트펌, 피네멧.[7]

세라믹스

페라이트

페라이트 세라믹스는 고주파 응용에 사용됩니다.페라이트 재료는 다양한 매개변수로 설계할 수 있습니다.세라믹스로서 기본적으로 와전류를 방지하는 절연체이지만, 이력 손실과 같은 손실이 발생할 수 있습니다.

항공사

자기 코어를 포함하지 않는 코일을 공기 코어라고 부릅니다.여기에는 플라스틱 또는 세라믹 형태로 감긴 코일 외에 자체 지지형이며 내부에 공기가 있는 단단한 와이어로 만든 코일도 포함됩니다.공기 코어 코일은 일반적으로 비슷한 크기의 강자성 코어 코일에 비해 인덕턴스가 훨씬 낮지만 자기 코어에서 발생하는 코어 손실이라고 불리는 에너지 손실을 방지하기 위해 무선 주파수 회로에서 사용됩니다.정상적인 코어 손실이 없으면 Q 계수가 높아지므로 최대 수 MHz의 고주파 공진 회로에 공기 코어 코일이 사용됩니다.그러나 근접 효과와 유전 손실과 같은 손실은 여전히 존재합니다.에어코어는 포화 상태가 아니기 때문에 2테슬라 안팎의 전계 강도가 필요할 때도 사용된다.

일반적으로 사용되는 구조

직선 원통형 로드

페라이트 로드는 감을 수 있는 페라이트 원통형입니다.

가장 일반적으로 페라이트 또는 분말 철로 만들어지며, 특히 인덕터의 튜닝을 위해 라디오에 사용됩니다.코일은 로드에 감겨 있거나 로드가 내부에 있는 코일 형태로 형성되어 있습니다.로드를 코일 내부 또는 외부로 이동하면 코일을 통과하는 플럭스가 변경되며 인덕턴스를 조정하는 데 사용할 수 있습니다.대부분의 경우 로드는 스크루드라이버로 조정할 수 있도록 나사산이 되어 있습니다.라디오 회로에서는 인덕터가 코어의 움직임을 방지하기 위해 튜닝되면 왁스 또는 수지 방울이 사용됩니다.

높은 투과성 코어의 존재는 인덕턴스를 증가시키지만, 자기장 라인은 여전히 로드의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 공기를 통과해야 합니다.공기 경로를 통해 인덕터가 선형 상태를 유지할 수 있습니다.이러한 유형의 인덕터 방사선은 로드의 끝에서 발생하며 일부 상황에서는 전자파 간섭이 문제가 될 수 있습니다.

싱글 'I' 코어

원통형 막대처럼 생겼지만 정사각형이어서 단독으로 사용하는 경우는 거의 없습니다.이러한 유형의 코어는 차량 점화 코일에서 가장 많이 발견됩니다.

'C' 또는 'U' 코어

U자형 및 C자형 코어는 I자형 또는 다른 C자형 또는 U자형 코어와 함께 사용되어 가장 단순한 닫힌 코어 형태인 정사각형 닫힌 코어를 만듭니다.와인딩은 코어의 한쪽 다리 또는 양쪽 다리에 설치할 수 있습니다.

모서리가 뾰족한 U자형 코어
모서리가 둥근 C자형 코어

'E' 코어

E자형 코어는 닫힌 자기계를 형성하기 위한 보다 대칭적인 해이다.대부분의 경우, 전기 회로는 중앙 다리로 감겨져 있는데, 이 중앙 다리의 단면적이 각각의 바깥쪽 다리의 두 배입니다.3상 변압기 코어에서는 다리 사이즈가 같고, 3개의 다리 모두 감겨 있다.

클래식 E코어
EFD의 코어를 통해 인덕터 또는 변압기를 낮은 프로파일로 구성할 수 있습니다.
ETD 코어에는 원통형 중앙 다리가 있습니다.
EP 코어는 E포트 코어의 중간 지점에 있습니다.

'E' 및 'I' 코어

(산세리프) 문자 "E" 및 "I"와 같은 모양으로 스탬프된 적절한 철판은 "E"의 열린 끝에 "I"와 함께 쌓여 3개의 다리 구조를 형성한다.코일은 어떤 다리에도 감을 수 있지만, 보통 중앙 다리를 사용합니다.이러한 종류의 코어는 전력 변압기, 자동 변압기 및 인덕터에 자주 사용됩니다.

2개의 ER 코어, 1개의 플라스틱 보빈 및 2개의 클립을 사용한 인덕터 구조.보빈에는 프린트 회로 기판에 납땜되는 핀이 있습니다.
구조를 나타내는 이전 그림의 분해도

'E' 코어 쌍

다시 철심용으로 사용됩니다."E"와 "I"를 함께 사용하는 것과 마찬가지로, "E" 코어 쌍은 더 큰 코일 전자를 수용하고 더 큰 인덕터 또는 변압기를 생성할 수 있습니다.공극이 필요한 경우, "E"의 중앙 다리는 공극이 코일의 중앙에 위치하도록 짧아져 프링잉을 최소화하고 전자파 간섭을 감소시킵니다.

평면 코어

평면 코어는 코일 위와 아래에 있는 두 개의 평평한 자성 재료로 구성됩니다.일반적으로 인쇄 회로 기판의 일부인 플랫 코일에 사용됩니다.이 설계는 대량 생산에 탁월하며 저비용으로 고출력 소형 변압기를 제작할 수 있습니다.이것은 포트 코어나 트로이덜[citation needed] 코어만큼 이상적이지는 않지만 생산 비용이 적게 듭니다.

평면 'E' 코어
평면 인덕터
프린트 회로 기판에 직접 만들어진 나선형 트랙을 보여주는 분해도

포트 코어

보통 페라이트나 비슷한 것들이죠.인덕터변압기에 사용됩니다.포트 코어의 모양은 둥글고 코일을 거의 완전히 감싸고 있는 내부 공동이 있습니다.일반적으로 포트 코어는 코일 포머(보빈) 주위에 서로 맞는 두 부분으로 구성됩니다.이러한 코어 설계는 방사를 방지하고 전자파 간섭을 줄이는 차폐 효과가 있습니다.

'RM' 타입의 포트 코어
일반 포트 코어

트로이덜 코어

디자인은 트로이드(도넛과 같은 모양)를 기반으로 합니다.코일은 토러스 구멍과 바깥쪽으로 감겨 있습니다.이상 코일은 토러스 원주 전체에 균등하게 분포되어 있다. 지오메트리의 대칭은 코어 내부에 원형 루프의 자기장을 생성하며, 급격한 굴곡의 부족으로 인해 실질적으로 모든 필드가 코어 재료에 구속됩니다.이는 매우 효율적인 변압기를 만들 뿐만 아니라 코일에 의해 방사되는 전자파 간섭을 줄여줍니다.

트로이덜 코어

이는 질량 볼륨당 높은 특정 전력, 낮은 주전원 웅웅거림 및 최소 전자기 간섭과 같은 바람직한 기능을 가진 애플리케이션에 널리 사용됩니다.그러한 어플리케이션 중 하나가 하이파이 오디오 앰프의 전원 공급 장치입니다.범용 용도에서의 사용을 제한하는 주요 단점은 토러스 중심을 통해 와이어를 감는 것이 본질적으로 어렵다는 것입니다.

분할 코어(E 코어 한 과 같은 두 개의 요소로 구성된 코어)와 달리 트로이덜 코어의 자동 감기를 위해서는 전문 기계가 필요합니다.토로이드는 자기력이 코어에 굽힘 모멘트를 가하지 않기 때문에 메인 웅웅거림과 같은 가청 노이즈가 적습니다.코어는 압축 또는 장력 상태일 뿐이며, 원형이 기계적으로 더 안정적입니다.

링 또는 비즈

왼쪽은 조절이 불가능한 페라이트 로드이며, 연결 와이어가 끝에 부착되어 있습니다.오른쪽에는 구멍이 뚫린 성형 페라이트 봉이 있으며, 구멍에 와이어가 1개 들어 있습니다.
컴퓨터 데이터 케이블의 페라이트 링.

링의 형태와 성능은 기본적으로 트로이드와 동일하지만 인덕터는 코어를 여러 번 감싸지 않고 코어의 중심만 통과합니다.

또한 링 코어는 플라스틱 쉘 내에 함께 고정된2개의 독립된 C자형 반구로 구성될 수 있습니다.이를 통해 큰 커넥터가 이미 설치된 완성된 케이블에 배치할 수 있습니다.이것에 의해, 케이블은 솔리드 링의 작은 내경을 통과하는 것을 방지할 수 있습니다.

L

코어L 설정의 A 값은 제조업체에 의해 자주 지정됩니다.자화 곡선의 선형 부분에서 인덕턴스와 AL 수 사이의 관계는 다음과 같이 정의됩니다.

여기서 n은 회전 수, L은 인덕턴스(예: nH)이며L A는 턴당 인덕턴스(예: nH/n2)[9]로 표현됩니다.

노심 손실

변압기, 인덕터, AC 모터 및 교류 발전기와 같은 AC 전류를 사용하는 장치에서와 같이 코어가 변화하는 자기장에 노출되면 장치를 통해 이상적으로 전달되는 전력 중 일부가 코어에서 손실되어 열과 때로는 노이즈로 방산됩니다.코어 손실은 일반적으로 권선에서의 [10][11]손실인 구리 손실과 달리손실이라고 불립니다.철 손실은 종종 세 가지 범주로 설명됩니다.

이력 손실

코어를 통과하는 자기장이 변화하면, 도메인 벽의 이동에 의해 코어 재료의 자화가 구성되는 작은 자기 영역의 팽창과 수축에 의해 변화한다.이 과정은 도메인 벽이 결정 구조의 결함에 대해 "스냅"된 후 이를 "스냅"하여 에너지를 열로 방출하기 때문에 손실을 초래합니다.이것은 이력 손실이라고 불립니다.이것은 닫힌 루프 형태의 재료에 대한 B 필드 대 H 필드의 그래프에서 볼 수 있습니다.코어의 B-H 특성과 관련하여 인덕터로 유입되는 순 에너지는 다음[12] 방정식으로 나타납니다.

이 방정식은 인가된 전장의 한 사이클에서 물질에서 손실되는 에너지의 양이 이력 루프 내부의 면적에 비례함을 보여준다.각 사이클에서 손실되는 에너지는 일정하므로 주파수에 [13]비례하여 이력 전력 손실이 증가합니다.히스테리시스 전력손실의[12] 마지막 방정식은 다음과 같습니다.

와전류 손실

노심이 전기 전도성이면 변화하는 자기장은 전자기 유도[14]의해 와전류라고 불리는 전류의 순환 루프를 유도합니다.루프는 자기장 축에 수직으로 흐릅니다.전류의 에너지는 코어 재료의 저항에서 열로 소멸됩니다.전력 손실은 루프 면적에 비례하며 코어 재료의 저항률에 반비례합니다.절연피막을 가진 얇은 적층체로 코어를 만들거나 [15]페라이트처럼 전기저항이 높은 자성재료의 코어를 만들어 와전류 손실을 줄일 수 있다.대부분의 전력 변환기용 자기 코어는 이러한 이유로 페라이트 코어를 사용합니다.

비정상적인 손실

정의상 이 범주는 와전류 및 이력 손실 외에 손실을 포함한다.이는 주파수에 따라 히스테리시스 루프가 확대되는 것으로도 설명할 수 있습니다.비정상적인 손실을 위한 물리적 메커니즘에는 이동 영역 벽 근처의 국소적인 와전류 효과가 포함된다.

레그 방정식

Legg's 방정식으로 알려진 방정식은 낮은 플럭스 밀도에서 자성 재료 코어 손실을 모델링합니다.이 방정식은 이력,[16][17][18] 잔류 및 와전류의 세 가지 손실 성분을 가지며 다음과 같이 표시됩니다.

어디에

  • a { R { ac } the 、 유효 코어 손실 저항(옴)입니다.
  • μ 재료 투과성입니다.
  • L은 인덕턴스(헨리)입니다.
  • a 이력 손실 계수입니다.
  • max(\ 최대 플럭스 밀도(가우스)입니다.
  • c는 잔존손실계수입니다.
  • f는 주파수(헤르츠)입니다.
  • 는 와손실계수입니다.

스타인메츠 계수

자성 재료의 손실은 온도 변동을 고려하지 않는 스타인메츠 계수로 특징지을 수 있다.재료 제조업체는 실질적인 사용 조건을 위해 표와 그래픽 형태로 코어 손실 데이터를 제공합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Soft iron core".
  2. ^ Daniel Sadrnac, Les composents magnétikes de l'electronique de puancance, cours de Supélec, mars 2001 [프랑스어]
  3. ^ Danan, H.; Herr, A.; Meyer, A.J.P. (1968-02-01). "New Determinations of the Saturation Magnetization of Nickel and Iron". Journal of Applied Physics. 39 (2): 669–70. Bibcode:1968JAP....39..669D. doi:10.1063/1.2163571. ISSN 0021-8979.
  4. ^ "Metglas® Amorphous Metal Materials - Distribution Transformers". Retrieved 25 September 2020.
  5. ^ Inoue, A.; Kong, F. L.; Han, Y.; Zhu, S. L.; Churyumov, A.; Shalaan, E.; Al-Marzouki, F. (2018-01-15). "Development and application of Fe-based soft magnetic bulk metallic glassy inductors". Journal of Alloys and Compounds. 731: 1303–1309. doi:10.1016/j.jallcom.2017.08.240. ISSN 0925-8388.
  6. ^ a b c d others, The Zen Cart™ Team and. "How to choose Iron Powder, Sendust, Koolmu, High Flux and MPP Cores as output inductor and chokes : CWS Coil Winding Specialist, manufacturer of transformers, inductors, coils and chokes". www.coilws.com.
  7. ^ a b c d Johan Kindmark, Fredrik Rosén (2013). "Powder Material for Inductor Cores, Evaluation of MPP, Sendust and High flux core characteristics" (PDF). Göteborg, Sweden: Department of Energy and Environment, Division of Electric Power Engineering, Chalmers University of Technology. Retrieved 2017-06-05.
  8. ^ a b Goldman, Alex (6 December 2012). Handbook of Modern Ferromagnetic Materials. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461549178 – via Google Books.
  9. ^ http://www.jmag-international.com/catalog/101_ChokeCoil_CurrentCharacteristicL.html, A
  10. ^ Thyagarajan, T.; Sendur Chelvi, K.P.; Rangaswamy, T.R. (2007). Engineering Basics: Electrical, Electronics and Computer Engineering (3rd ed.). New Age International. pp. 184–185. ISBN 9788122412741.
  11. ^ Whitfield, John Frederic (1995). Electrical Craft Principles. Vol. 2 (4th ed.). IET. p. 195. ISBN 9780852968338.
  12. ^ a b Erickson, Robert; Maksimović, Dragan (2001). Fundamentals of Power Electronics, Second Edition. Kluwer Academic Publishers. p. 506. ISBN 9780792372707.
  13. ^ Dhogal, P.S. (1986). Basic Electrical Engineering, Volume 1. Tata McGraw-Hill Education. p. 128. ISBN 9780074515860.
  14. ^ Kazimierczuk, Marian K. (2014). High-frequency magnetic components (Second ed.). Chichester: Wiley. p. 113. ISBN 978-1-118-71779-0.
  15. ^ Erickson, Robert; Maksimović, Dragan (2001). Fundamentals of Power Electronics, Second Edition. Kluwer Academic Publishers. p. 507. ISBN 9780792372707.
  16. ^ Arnold Engineering Company n.d., 페이지 70
  17. ^ Legg, Victor E. (January 1936), "Magnetic Measurements at Low Flux Densities Using the Alternating Current Bridge" (PDF), Bell System Technical Journal, Bell Telephone Laboratories, 15 (1): 39–63, doi:10.1002/j.1538-7305.1936.tb00718.x
  18. ^ Snelling, E.C. (1988). Soft ferrites : properties and applications (2nd ed.). London: Butterworths. ISBN 978-0408027601. OCLC 17875867.
  • Arnold Engineering Company (n.d.), MPP Cores, Marengo, IL: Arnold Engineering Company

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