วิธีลดการสูญเสียแกนเหนี่ยวนำ | ดีขึ้น

เรารู้ว่าแกนเหนี่ยวนำเป็นผลิตภัณฑ์ที่จะใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์จะก่อให้เกิดความสูญเสียบางอย่างในกระบวนการใช้งาน และตัวเหนี่ยวนำที่หากการสูญเสียแกนเหนี่ยวนำมีขนาดใหญ่เกินไป จะส่งผลต่ออายุการใช้งานของแกนเหนี่ยวนำ

ลักษณะของการสูญเสียแกนเหนี่ยวนำ (ส่วนใหญ่รวมถึงการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสไหลวน) เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญที่สุดของวัสดุไฟฟ้า ซึ่งส่งผลกระทบและกำหนดประสิทธิภาพการทำงาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และความน่าเชื่อถือของเครื่องจักรทั้งหมด

การสูญเสียแกนเหนี่ยวนำ

1. การสูญเสียฮิสเทรีซิส

เมื่อวัสดุแกนกลางถูกทำให้เป็นแม่เหล็ก จะมีพลังงานสองส่วนส่งไปยังสนามแม่เหล็ก ส่วนหนึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงานศักย์ กล่าวคือ เมื่อกระแสแม่เหล็กภายนอกถูกกำจัดออกไป พลังงานสนามแม่เหล็กจะถูกส่งกลับไปยังวงจร ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งถูกใช้ไปโดยเอาชนะความเสียดทานซึ่งเรียกว่าการสูญเสียฮิสเทรีซิส

พื้นที่ของส่วนเงาของเส้นโค้งการทำให้เป็นแม่เหล็กแสดงถึงการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากฮิสเทรีซิสในกระบวนการทำให้เป็นแม่เหล็กของแกนแม่เหล็กในวงจรการทำงาน พารามิเตอร์ที่ส่งผลต่อพื้นที่การสูญเสีย ได้แก่ ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็กที่ใช้งานได้สูงสุด B ความเข้มสนามแม่เหล็กสูงสุด H ค่ารีแมนซ์ Br และแรงบีบบังคับ Hc ซึ่งความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กและความแรงของสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับสภาพสนามไฟฟ้าภายนอกและ พารามิเตอร์ขนาดแกน ขณะที่ Br และ Hc ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุ ในแต่ละช่วงเวลาของการสะกดจิตของแกนเหนี่ยวนำ จำเป็นต้องสูญเสียพลังงานตามสัดส่วนของพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงฮิสเทรีซิส ยิ่งความถี่สูงเท่าใด กำลังการสูญเสียยิ่งมากขึ้น การแกว่งของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กยิ่งมากขึ้น พื้นที่กรงยิ่งใหญ่ การสูญเสียฮิสเทรีซิสก็จะยิ่งมากขึ้น

2. การสูญเสียกระแสน้ำวน

เมื่อมีการเพิ่มแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในขดลวดแกนแม่เหล็ก กระแสกระตุ้นจะไหลผ่านขดลวด และฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดที่เกิดจากการหมุนของแอมแปร์ที่ตื่นเต้นจะไหลผ่านแกนแม่เหล็ก แกนแม่เหล็กเองเป็นตัวนำ และฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดที่อยู่รอบส่วนตัดขวางของแกนแม่เหล็กจะเชื่อมโยงกันเพื่อสร้างขดลวดทุติยภูมิแบบหมุนรอบเดียว เนื่องจากสภาพต้านทานของวัสดุแกนแม่เหล็กนั้นไม่มีที่สิ้นสุด จึงมีความต้านทานอยู่รอบๆ แกน และแรงดันเหนี่ยวนำทำให้เกิดกระแส นั่นคือ กระแสไหลวน ซึ่งไหลผ่านความต้านทานนี้ ทำให้เกิดการสูญเสีย นั่นคือ การสูญเสียกระแสวน

3. การสูญเสียที่เหลือ

การสูญเสียที่เหลือเกิดจากเอฟเฟกต์การคลายตัวของแม่เหล็กหรือเอฟเฟกต์ฮิสเทรีซิสด้วยแม่เหล็ก การผ่อนคลายที่เรียกว่าหมายความว่าในกระบวนการของการสะกดจิตหรือต่อต้านแม่เหล็ก สถานะการทำให้เป็นแม่เหล็กจะไม่เปลี่ยนเป็นสถานะสุดท้ายในทันทีด้วยการเปลี่ยนแปลงของความเข้มของการทำให้เป็นแม่เหล็ก แต่ต้องใช้กระบวนการ และ "ผลกระทบของเวลา" นี้เป็นสาเหตุของ การสูญเสียที่เหลือ ส่วนใหญ่จะอยู่ในความถี่สูง 1MHz เหนือการสูญเสียการผ่อนคลายบางส่วนและการหมุนด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กและอื่น ๆ ในแหล่งจ่ายไฟสลับหลายร้อย KHz ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง สัดส่วนของการสูญเสียที่เหลือต่ำมากสามารถละเลยได้โดยประมาณ

เมื่อเลือกแกนแม่เหล็กที่เหมาะสม ควรพิจารณาเส้นโค้งและลักษณะความถี่ที่แตกต่างกัน เนื่องจากเส้นโค้งกำหนดการสูญเสียความถี่สูง เส้นโค้งอิ่มตัว และความเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำ เนื่องจากกระแสน้ำวนในมือข้างหนึ่งทำให้เกิดการสูญเสียความต้านทาน ทำให้วัสดุแม่เหล็กร้อนขึ้น และทำให้กระแสกระตุ้นเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ลดพื้นที่การนำแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพของแกนแม่เหล็ก จึงต้องพยายามเลือกวัสดุแม่เหล็กที่มีความต้านทานสูงหรือเป็นแผ่นรีดเพื่อลดการสูญเสียของกระแสน้ำวน ดังนั้นวัสดุแพลตตินัมใหม่ NPH-L จึงเหมาะสำหรับแกนผงโลหะที่มีการสูญเสียต่ำซึ่งมีความถี่สูงกว่าและอุปกรณ์ที่มีกำลังสูง

การสูญเสียแกนกลางเกิดจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับในวัสดุแกนกลาง การสูญเสียที่เกิดจากวัสดุบางชนิดเป็นหน้าที่ของความถี่ในการทำงานและการแกว่งของฟลักซ์ทั้งหมด ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียการนำที่มีประสิทธิภาพ การสูญเสียแกนกลางเกิดจากฮิสเทรีซิส กระแสไหลวน และการสูญเสียวัสดุหลักที่เหลือ ดังนั้น การสูญเสียหลักคือผลรวมของการสูญเสียฮิสเทรีซิส การสูญเสียกระแสน้ำวน และการสูญเสียการคงสภาพ การสูญเสียฮิสเทรีซิสคือการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากฮิสเทรีซิสซึ่งเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยฮิสเทรีซิสลูป เมื่อสนามแม่เหล็กผ่านแกนกลางเปลี่ยนแปลง กระแสน้ำวนจะเกิดขึ้นที่แกนกลาง และการสูญเสียที่เกิดจากกระแสไหลวนจะเรียกว่าการสูญเสียกระแสไหลวน การสูญเสียที่เหลือคือการสูญเสียทั้งหมด ยกเว้นการสูญเสียฮิสเทรีซิสและการสูญเสียกระแสน้ำวน