Nel sistema del circuito magnetico, un componente fondamentale dei relè elettromagnetici, il Coil Soft Iron Core svolge un ruolo insostituibile e cruciale. Essendo il nucleo conduttore magnetico che concentra il flusso magnetico e costruisce un percorso a bassa riluttanza magnetica, il suo design influisce direttamente sulla sensibilità del relè, sull'affidabilità operativa, sul consumo energetico e persino sulla sua durata complessiva. Che si tratti del nucleo per relè elettromagnetici ampiamente utilizzato nel controllo industriale o di relè miniaturizzati in varie apparecchiature di precisione, la loro progettazione richiede una considerazione completa di fattori quali prestazioni elettromagnetiche, scienza dei materiali, processi di lavorazione e assemblaggio.
Da un punto di vista strutturale, i nuclei delle bobine dei relè sono generalmente classificati in due categorie principali in base al metodo di alimentazione della bobina: CC e CA. I relè CC utilizzano spesso una struttura cilindrica, che è vantaggiosa per formare un circuito magnetico stabile in uno spazio limitato. I relè CA, d'altro canto, sono spesso costruiti con fogli di acciaio al silicio impilati per sopprimere le perdite di correnti parassite e incorporano anelli di cortocircuito-sui poli per eliminare le vibrazioni del circuito magnetico e ridurre il rumore CA. Per soddisfare i diversi requisiti di layout dei circuiti magnetici, sono disponibili anche strutture a giogo integrate a forma di U-, tipi di fogli piatti impilati o design cilindrici, che consentono un equilibrio tra le caratteristiche di aspirazione e lo spazio di installazione.
In termini di progettazione delle dimensioni, la lunghezza del nucleo di un relè in ferro puro è generalmente determinata dalle dimensioni della bobina, dalla sensibilità target e dall'aumento di temperatura consentito durante il funzionamento a lungo-termine. I prodotti DC spesso migliorano la dissipazione del calore aumentando la lunghezza della bobina, risultando in un profilo più alto e più sottile per i nuclei di ferro magnetico dolce; mentre i prodotti AC che utilizzano una struttura cilindrica tendono ad avere una proporzione più corta e più ampia. L'esperienza dimostra che un rapporto lunghezza-/-diametro compreso tra 4 e 7 è ottimale per i nuclei in ferro magnetico dolce dei relè, contribuendo a bilanciare l'efficienza del circuito magnetico e la stabilità meccanica. Per i nuclei di ferro AC laminati, il contenuto di silicio è generalmente controllato tra lo 0,5% e il 4,5% per migliorare la resistività del materiale e la massima permeabilità riducendo al contempo la coercività e la perdita di ferro. A causa delle limitazioni di lavorazione, lo spessore della laminazione viene solitamente selezionato nell'intervallo compreso tra 0,35 mm e 0,55 mm.
Anche la struttura della faccia polare è un fattore cruciale che influenza le prestazioni dinamiche. I nuclei in ferro DT4C incorporano tipicamente espansioni polari per migliorare la permeabilità nel traferro di lavoro; il loro diametro è generalmente da 1,6 a 2 volte quello del corpo centrale. Tuttavia, se da un lato l'aumento dell'area e delle dimensioni della scarpa polare può migliorare l'attrazione, dall'altro prolunga il tempo di aggancio e rilascio. Pertanto, dopo la finalizzazione del prodotto, gli ingegneri spesso migliorano la velocità di rilascio riducendo opportunamente l'area della scarpa polare. I relè CA richiedono l'aggiunta di anelli di corto-circuito alle facce polari, dividendole in due sezioni, dove la faccia polare più grande è circa 2-3 volte più grande di quella più piccola. Questo per ridurre la pulsazione magnetica e migliorare la stabilità operativa.
Anche i materiali e i trattamenti superficiali influiscono direttamente sulle proprietà magnetiche e sulla durata. I nuclei in ferro dolce a spirale utilizzano in genere magneti morbidi ad alta-purezza. Un rivestimento superficiale adeguato non solo aiuta a prevenire la corrosione ma influenza anche la riluttanza magnetica e le caratteristiche di attrazione. Pertanto, in condizioni operative normali, i progetti tecnici solitamente specificano requisiti chiari per la struttura del rivestimento. Le specifiche tecniche riguardano anche il controllo della rimanenza dopo il trattamento termico, la ruvidità della superficie dell'estremità polare, le tolleranze e i limiti di altezza delle bave e vietano l'uso di lubrificanti contenenti silicone durante la lavorazione per evitare di influenzare le prestazioni del circuito magnetico. L'imballaggio deve inoltre prendere in considerazione misure anti-statiche, antipolvere, a prova di compressione-e a prova di corrosione-per garantire il trasporto e lo stoccaggio sicuri dei nuclei in ferro puro per elettricisti.
Durante la fase di assemblaggio, la qualità della rivettatura tra il Nucleo in Ferro Puro e il giogo è fondamentale per la continuità del circuito magnetico. Indipendentemente dal fatto che venga utilizzata la rivettatura a pressione o a rotazione, è necessario garantire un accoppiamento stretto tra i due componenti per evitare un aumento della riluttanza magnetica a causa di spazi eccessivi. Potrebbe essere necessaria l'analisi della sezione metallografica per confermare lo stato di legame. La rivettatura a rotazione provoca meno danni alla placcatura e offre un legame più elevato, ma la sua efficienza è relativamente limitata. La rivettatura a pressione offre maggiore resistenza e capacità produttiva, ma richiede un attento controllo della deformazione per evitare una diminuzione delle prestazioni magnetiche o danni al telaio del filo. Allo stesso tempo, il metodo di fissaggio del nucleo della bobina per il relè elettromagnetico e l'anello di cortocircuito- dovrebbe evitare di creare tagli evidenti sulla faccia polare per evitare di influenzare la distribuzione del flusso magnetico.
Nelle progettazioni finalizzate all'assemblaggio automatizzato, è inoltre necessario valutare in anticipo se le parti si deformeranno durante la lucidatura, la manipolazione e la galvanica. È necessario utilizzare strutture a prova di errore- per distinguere la parte anteriore e posteriore delle parti impilate e la loro origine da stampi diversi per garantire una qualità di impilamento stabile. Dopo che la parte del relè con nucleo in ferro è stata rivettata al telaio del filo, dovrebbe rimanere bloccata in modo affidabile; in caso contrario, la posizione del contatto tra l'armatura e il giogo potrebbe cambiare, provocando una deriva della tensione. Per le linee di produzione automatizzate ad alta-velocità, l'accoppiamento tra l'albero del nucleo del relè placcato in nichel e il foro del giogo non dovrebbe essere troppo stretto per evitare di influenzare il ciclo di assemblaggio, né lo spazio dovrebbe essere troppo grande per aumentare la resistenza magnetica. Questo tipo di coordinamento dimensionale si applica anche alla progettazione di parti di supporto come perni centrali e perni relè.
In sintesi, la progettazione ingegneristica di un nucleo di ferro dolce in un relè è un'impresa sistematica, che comprende molteplici dimensioni come la selezione dei materiali, le proporzioni geometriche, la struttura del circuito magnetico, il trattamento superficiale e i processi di assemblaggio. Aderendo a principi di progettazione maturi e implementando un controllo rigoroso durante la produzione di massa, la stabilità e la durata delnucleo in acciaio del relènegli ambienti di controllo industriale può essere notevolmente migliorato. Con lo sviluppo della produzione intelligente e di sistemi di controllo altamente affidabili, le tecnologie correlate continueranno a evolversi, fornendo un supporto fondamentale per attuatori elettromagnetici-con prestazioni più elevate.
Per ulteriori discussioni sulla selezione del progetto e sull'adattamento del processo della barra di ferro magnetico dolce per relè in scenari applicativi specifici, contattate il nostro team di ingegneri e inviate le vostre esigenze. Forniremo scambi tecnici professionali e suggerimenti di soluzioni basati sugli obiettivi del progetto.
contattaci
