Perché i materiali magnetici dolci in ferro puro vengono sempre più utilizzati nei componenti elettromagnetici dei veicoli elettrici?

Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, sistemi di accumulo di energia e apparecchiature di automazione industriale, i componenti elettromagnetici come relè, contattori elettromagnetici ed elettrovalvole devono far fronte a richieste più elevate di velocità di risposta, prestazioni magnetiche, controllo del consumo di energia e miniaturizzazione. Essendo un materiale chiave nei sistemi di circuiti magnetici, i materiali magnetici dolci a base di ferro puro-stanno gradualmente diventando una scelta importante per i componenti elettromagnetici di prossima-generazione.

 

 

 

I materiali magnetici dolci in ferro puro sono una classe di materiali funzionali fabbricati a base di ferro di elevata-purezza, caratterizzati da elevata permeabilità, elevata densità di flusso magnetico e bassa coercività. Sono utilizzati principalmente in vari nuclei di ferro di relè, attuatori elettromagnetici e strutture di guida di circuiti magnetici.

 

Rispetto al tradizionale acciaio a basso-carbonio, i materiali di ferro puro hanno un contenuto di impurità interne inferiore e una minore resistenza al movimento del dominio magnetico, ottenendo così una maggiore intensità di induzione magnetica e una risposta magnetica più rapida.

 

Attualmente sono ampiamente utilizzati in:

Relè elettromagnetici
Contattori CC ad alta-tensione
Elettrovalvole
Apparecchiature di controllo industriale
Sistemi di controllo elettronico dei veicoli a nuova energia
Apparecchiature di commutazione del sistema di accumulo dell'energia

Il nucleo di ferro puro è diventato un componente importante di molti componenti elettromagnetici ad alte-prestazioni.

 

 

Maggiore densità del flusso magnetico

La densità del flusso magnetico determina direttamente la capacità dei componenti elettromagnetici di generare attrazione.

 

A causa dell'induzione magnetica ad alta saturazione dei materiali di ferro puro, possono generare una maggiore forza elettromagnetica all'interno dello stesso volume, consentendo così ai componenti elettromagnetici di ottenere:

Design miniaturizzato

Utilizzo ridotto del filo di rame

Efficienza di output migliorata

Consumo energetico del sistema ridotto

Per le strutture di nuclei elettromagnetici che richiedono un'elevata forza di attrazione, un'elevata densità di flusso magnetico si traduce in un funzionamento più stabile.

 

 

 

I veicoli a nuova energia e le apparecchiature di controllo intelligenti richiedono che i relè si attivino e disattivino rapidamente.

 

I materiali magnetici morbidi in ferro puro hanno una perdita di isteresi e una coercività inferiori, migliorando significativamente la velocità di risposta del circuito magnetico.

 

Nelle applicazioni pratiche, l'utilizzo della struttura in ferro ad elevata-purezza del nucleo per relè elettromagnetici può ridurre efficacemente il tempo di azione, migliorare la precisione del controllo e migliorare l'affidabilità delle apparecchiature.

 

 

I moderni componenti elettromagnetici privilegiano sempre più processi di stampaggio a freddo di precisione.

 

Il ferro puro possiede un'eccellente plasticità e una bassa resistenza alla deformazione, che lo rendono adatto per:

Direzione fredda
Estrusione a freddo
Forgiatura di precisione
Produzione di massa automatizzata

Pertanto, molti nuclei di relè-forgiati a freddo e parti di gioghi magnetici di precisione sono prodotti utilizzando ferro puro.

 

Per componenti strutturali complessi, il processo di forgiatura a freddo DT4C Relay Iron Core può migliorare ulteriormente la precisione dimensionale e l'efficienza produttiva.

 

 

I relè sono componenti di commutazione fondamentali nei veicoli a nuova energia e nei sistemi di controllo industriale.

 

Un tipico circuito magnetico di un relè è costituito principalmente dalle seguenti parti:

Nucleo di ferro
Armatura
Bobina
Giogo magnetico

Il nucleo della bobina del relè e l'armatura formano insieme un circuito magnetico completo e le proprietà dei materiali influiscono direttamente sulla forza di chiusura e sulla velocità operativa del relè.

 

Gli studi hanno dimostrato che quando il tradizionale acciaio a basso-carbonio viene sostituito da materiali magnetici dolci in ferro puro:

La forza elettromagnetica è notevolmente migliorata
Il consumo energetico è ulteriormente ridotto
La generazione di calore è ridotta
Il tempo di risposta è ridotto
La durata della vita del prodotto è aumentata

Pertanto, sempre più nuclei di ferro magnetico dolce per i relè vengono utilizzati nei relè dei veicoli di nuova energia, nei contattori ad alta-tensione e nei relè di controllo industriale.

 

 

I veicoli di nuova energia contengono numerose unità di controllo elettromagnetiche, come:

 

Relè ad alta-tensione

Relè di pre-carica

Moduli di controllo BMS

Sistemi di gestione della batteria

Sistemi di ricarica

 

Questi dispositivi richiedono materiali che soddisfino contemporaneamente i seguenti requisiti:

Elevate prestazioni magnetiche

Basso consumo energetico

Risposta rapida

Piccolo e leggero

L'utilizzo dei nuclei relè in ferro puro riduce il fabbisogno di corrente di eccitazione mantenendo la stessa forza magnetica, riducendo così il consumo energetico complessivo del veicolo.

 

Questo vantaggio in termini di prestazioni è particolarmente pronunciato per i nuclei in acciaio dei relè nei circuiti ad alta-tensione dei veicoli a nuova energia.

 

 

Con l'uso diffuso di inverter e dispositivi elettronici di potenza, molti componenti elettromagnetici devono funzionare in ambienti con campo magnetico CA.

 

I campi magnetici AC generano perdite per correnti parassite:

Maggiore generazione di calore

Efficienza ridotta

Velocità di risposta interessata

La generazione di correnti parassite può essere efficacemente soppressa ottimizzando la resistività e la microstruttura del materiale.

 

Pertanto, alcuni-nuclei in ferro magnetico dolce ad alte prestazioni per relè sono stati ampiamente utilizzati in:

Relè ad alta-frequenza

Contattori CA

Sistemi di azionamento elettromagnetico

Nuove apparecchiature per inverter di energia

Ciò consente di ottenere effetti di risparmio energetico-migliori.

 

 

 

Oltre ai prodotti in filo metallico, anche le lamiere elettromagnetiche di ferro puro stanno vivendo un rapido sviluppo.

 

Rispetto alle comuni lamiere di acciaio dolce, le lamiere di ferro puro elettromagnetico offrono:

Maggiore permeabilità

Minore coercitività

Migliori prestazioni di stampaggio

Proprietà magnetiche più stabili

 

Attualmente sono ampiamente utilizzati in:

Gioghi magnetici

Armature

Strutture di circuiti magnetici personalizzati

Nuclei di relè industriali

Particolarmente adatto per le esigenze di produzione di-nuclei in ferro ad alte prestazioni per relè di controllo industriale.

 

 

Oltre al nucleo principale di ferro, anche molti componenti magnetici ausiliari sono realizzati in ferro puro, come ad esempio:

 

Perni centrali

Perni del relè

Pali magnetici

Connettori magnetici

 

Sebbene questi componenti siano di piccole dimensioni, hanno un impatto significativo sull’integrità del circuito magnetico e sull’efficienza elettromagnetica.

L'utilizzo di materiali di qualità Electrician Pure Iron Core può migliorare ulteriormente le prestazioni complessive del circuito magnetico.

 

 

Con la continua crescita dei nuovi veicoli energetici, dei sistemi di accumulo dell’energia e delle industrie manifatturiere intelligenti, i componenti elettromagnetici si stanno sviluppando nelle seguenti direzioni:

 

Maggiore velocità di risposta
Minore consumo energetico
Maggiore densità di potenza
Design più leggero
Maggiore affidabilità

Secondo questa tendenza, i materiali magnetici dolci, rappresentati dal nucleo di ferro DT4C, dai gioghi ferromagnetici ad alta-purezza e dai nuclei dei relè ad alte-prestazioni, troveranno un'applicazione più ampia.

 

In futuro,Nuclei in ferro magnetico morbido per relè, basato sull'elevata densità del flusso magnetico e sulle eccellenti prestazioni di elaborazione, continuerà a favorire il miglioramento delle prestazioni di relè, contattori elettromagnetici e sistemi di controllo elettronico dei veicoli a nuova energia, fornendo una base materiale più affidabile per un controllo elettromagnetico efficiente.