Оптимизација магнетних перформанси: језгра од чистог гвожђа и жарење за релеје са закључавањем

Гвоздено језгро ДТ4Ц за релеј са забрављивањем мора да генерише довољну магнетну силу са кратким импулсом побуде док одржава контролисано магнетно стање након што се уклони напајање завојнице. ДТ4Ц и ДТ4Е електрично чисто гвожђе се користе за компоненте магнетног релеја јер њихов низак садржај угљеника, висока магнетна пермеабилност и коерцитивност која се може контролисати могу подржати ефикасна магнетна кола када се стање материјала, процес формирања и циклус жарења правилно контролишу.

За паметне-мераче и апликације за пребацивање мале{1}}не снаге, инжењерски циљ није само „висок магнетизам“. Језгро мора да одржава поновљиви магнетни одзив, стабилност димензија, ниско заостало напрезање и контролисану површинску заштиту у свим производним серијама.

Врсте електричног чистог гвожђа као што су ДТ4Ц и ДТ4Е су одабране за магнетне компоненте где су магнетна својства важнија од механичке чврстоће.

Типична контрола производње треба да обухвати:

• Хемијски састав према наведеном степену ДТ4
• Низак садржај угљеника и нечистоћа
• Почетна дебљина материјала и толеранција димензија
• Захтеви за магнетну пропустљивост и принудну{0} силу
• Микроструктура након формирања и жарења
• Стање површине након штанцања, машинске обраде или брушења
• Следивост материјала на{0}} нивоу

Језгра релеја са закључавањем паметног мерача и рад намотаја мале снаге{0}

Релеј са закључавањем се разликује од конвенционалног релеја са континуираним напоном јер калем нормално прима кратак електрични импулс да промени стање уместо да остане под напоном током целог радног периода.

Магнетно коло стога мора да претвори ограничени електрични импулс у довољно механичко кретање.

Практични однос се може поједноставити на следећи начин:

Електрична енергија завојнице → магнетно поље → флукс језгра → сила арматуре → пребацивање контаката

Мале промене у гвозденом језгру могу утицати на овај ланац. На пример, прекомерно заостало напрезање од штанцања може да промени магнетну пермеабилност. Неравнина на површини стуба може да модификује ефективни ваздушни зазор. Лоша контрола димензија може да промени поравнање арматуре/језгра.

За релеје паметних{0}}мерача, ови ефекти могу постати релевантни јер ће можда бити потребно да механизам за пребацивање ради узастопно, док укупна архитектура бројила ограничава доступну енергију завојнице.

Прогресивно штанцање је ефикасно за производњу језгра -релеја{1}} велике запремине, али пластична деформација уноси заостало напрезање у материјал. Захваћена зона је посебно важна око избушених ивица, кривина, рупа и лица стубова.

Оштрице за пробијање, заостали напон и контрола ваздушног{0}}зазора

Магнетно коло је веома осетљиво на ефективни ваздушни зазор.

Поједностављени однос магнетног{0}}односа је:

ℜ ≈ l / (μA)

где:

• ℜ= магнетна релуктантност
• lДужина магнетне путање =
• μПропустљивост материјала =
• A= ефективна магнетна површина{1}}попречног пресека

Једначина показује зашто мало одступање димензија на интерфејсу пола може да утиче на магнетно коло чак и када главни материјал остане непромењен.

За прецизна језгра релеја, контрола процеса би стога требало да укључује:

• Верификација пробоја
• Праћење{0}}висине бура
• Полу{0}}равно лице
• Рупа-за-референтну контролу димензија
• Контрола угла{0}}савијања где је применљиво
• Прогресивно-надгледање хабања матрице
• Инспекција димензија на основу{0}}а

Практичан производни цртеж може специфицирати толеранције димензија као нпр±0,03 мм, ±0,02 мм, или строже вредности у зависности од магнетног кола и структуре склопа. Толеранцију треба утврдити из стварног дизајна релеја, а не применити као генеричку вредност.

Зашто је потребно жарење након хладног рада

Хладно савијање, штанцање, савијање и обрада могу повећати густину дислокације и заостало напрезање.

За магнетно језгро, ово није само механички проблем. Унутрашњи стрес може да промени магнетно-померање домена и повећа магнетно поље потребно за кретање зида домена{2}}.

Вакуумско жарење се стога користи за обнављање стабилније микроструктуре и смањење магнетног утицаја напрезања формирања.

Параметри вакуумског жарења за производњу језгра релеја

Жарење мора бити потврђено у односу на стварну дебљину ДТ4Ц/ДТ4Е материјала, геометрију, атмосферу у пећи, услове оптерећења и циљна магнетна својства.

Производна спецификација обично треба да дефинише:

• Стопа грејања
• Опсег температуре жарења
• Време задржавања
• Вакуум или контролисано{0}} стање атмосфере
• Утовар пећи
• Стопа хлађења
• Стање површине након{0}жарења
• Магнетна{0}}верификација својства

Уместо да се сваком језгру релеја додељује једна универзална температура или време задржавања, прозор процеса треба да се успостави кроз испитивање материјала и тестирање магнетних{0}}својстава.

Кључни циљ је смањење заосталог напрезања без стварања неприхватљиве промене димензија, површинске оксидације, варијације структуре зрна{0}} или изобличења.

Магнетне перформансе језгра релеја треба проценити путем мерљивих параметара, а не само визуелном инспекцијом.

Принудна сила и резидуални магнетизам

Коерцитивна сила означава обрнуто магнетно поље потребно за смањење магнетизације на нулу након магнетизације.

За релеј са закључавањем, магнетно коло мора бити пројектовано у складу са потребним условима рада и отпуштања. Претерани резидуални магнетизам може утицати на понашање ослобађања у неким магнетним структурама, док недовољна магнетна сила може спречити поуздану транзицију стања.

Дакле, тачан циљ зависи од:

• Ампер{0}}окрета завојнице
• Геометрија језгра
• Полу{0}}област лица
• Ваздушни јаз
• Конфигурација трајног магнета
• Арматурна маса
• Пролећна сила
• Потребно време пребацивања
• Радна температура

Снабдевач језгра не би требало да наводи силу принуде независно од дизајна магнетног-кола релеја.

Магнетно тестирање за производне серије

Производни КА план може комбиновати сертификацију материјала, инспекцију димензија, испитивање тврдоће и магнетно тестирање.

За одобрење производње, метода магнетног испитивања мора остати конзистентна између квалификације материјала, валидације процеса и инспекције серије. Промена геометрије узорка, услова демагнетизације или опреме за тестирање може отежати упоређивање наизглед различитих резултата.

Чисто гвожђе је подложно атмосферској оксидацији. Стога може бити потребан заштитни премаз када је релеј изложен влази, кондензацији, условима складиштења или корозивном окружењу.

Цинк и никл су уобичајени избори премаза, али полагање није само одлука о отпорности{0}} на корозију. Дебљина премаза, храпавост површине, накупљање димензија, адхезија и накнадни{2}} третман могу утицати на монтажу.

Поцинковање за релејна гвоздена језгра

Поцинковање се обично користи тамо где је важна заштита од корозије и контрола трошкова.

Инжењерске контроле могу укључивати:

• Дебљина превлаке цинка
• Систем за хромат/пасивацију
• Покривеност површине
• Адхезија
• Отпорност на{0}} прскање соли у складу са наведеним захтевима за испитивање
• Контроле процеса које се односе на водоник{0} где је применљиво
• Нагомилавање димензија на критичним магнетним интерфејсима

АСТМ Б117 може бити специфициран за испитивање-сланим спрејом када то захтева план квалификације корисника, али трајање излагања и критеријуми прихватања треба да буду дефинисани одвојено.

Никловање за компоненте магнетног релеја

Никловање може да обезбеди различиту комбинацију површинске тврдоће, отпорности на хабање, отпорности на корозију и изгледа.

Међутим, премаз никла треба проценити заједно са:

• Дебљина платинга
• Магнетна пропустљивост комплетне обложене структуре
• Димензије стуба{0}}
• Захтеви за контакт/интерфејс
• Адхезија премаза
• Квалификација корозије

За прецизна магнетна кола, дебљину премаза треба контролисати, а не третирати као естетску спецификацију.

Премазивање и магнетна{0}}трговина за губитке-искључена

На радним фреквенцијама типичних догађаја пребацивања релеја са закључавањем, магнетни губици{0}}повезани са премазом се обично не процењују на исти начин као губици у језгру високофреквентног трансформатора-. Непосреднији инжењерски проблеми су нагомилавање димензија, магнетна-геометрија интерфејса, стање површине и дуготрајна-корозија.

Тамо где архитектура релеја укључује брзо понављајуће пребацивање, комплетно магнетно коло би и даље требало да буде валидирано у оквиру стварног радног таласног облика и опсега температуре.

Која је примарна предност коришћења ДТ4Е у односу на стандардни угљенични челик у језграма релеја са закључавањем?

ДТ4Е карактерише изузетно низак садржај угљеника (мањи или једнак 0,002%) и минимални нивои нечистоћа, што даје знатно већу магнетну пермеабилност, нижу коерцитивну силу (мању или једнаку 24 А/м) и минимални резидуални магнетизам у поређењу са стандардним угљеничним конструкцијским челицима.

Како вакуумско магнетно жарење утиче на механичку тврдоћу делова од штанцаног гвожђа?

Вакуумско магнетно жарење на 850 степени –900 степени ублажава заостала механичка напрезања изазвана прогресивним штанцањем и промовише раст зрна, смањујући микротврдоћу гвозденог језгра на ХВ 90–110 уз оптимизацију преноса магнетног флукса.

Које је стандардно време испоруке узорка и следљивост квалитета за прилагођени развој гвозденог језгра релеја?

Узорци прототипа са извештајима о контроли димензија и сертификатима о испитивању материјала испоручују се у року од 10 до 15 радних дана, уз потпуну следљивост серије ИАТФ 16949.

За тренутни изворДТ4Ц гвоздено језгро за релеј за закључавање, пошаљите цртеж, разред материјала, магнетне захтеве и годишњу запремину за инжењерски преглед, планирање узорка и понуду производње.