RINGBANDKERNE
Anwendung, Werkstoffe und Exkursion
Anwendungen
RINGBANDKERNEIm Allgemeinen erlauben Ringbandkerne, die praktisch einen luftspaltlosen magnetischen Kreis mit konstantem Querschnitt bilden, die günstigste Ausnutzung der magnetischen Werkstoffeigenschaften.
Sehr präzise betrachtet hat aber auch der Bandkern einen Luftspalt, besteht er doch aus aufgewickeltem „endlosem“ Band und der magnetische Fluss muss von einer Bandlage auf die andere übergehen.
Anwendungen:
- EMV-Filter für Frequenzumrichter und alle Arten von Schaltnetzteilen
- netzunabhängige Fehlerstromschutzschalter
- elektronische Energiezähler
- Solarwechselrichter
- Induktive Erwärmung
- Batterieladegeräte
- Kfz-Industrie – vollelektrische Lenkhilfen, DC/DC Konverter im Bordnetz
Werkstoffe
RINGBANDKERNE- Nickel-Eisen,
- NiFe, mit um 50% oder 80 % Nickelanteil,
- Silizium-Eisen,
- SiFe,
- Kornorientiert und
- Nicht kornorientiert,
- Amorphe und nanokristalline Legierungen.
Amorph
EXKURSIONEine ungeordnete atomare Struktur ohne kristalline Bereiche und Korngrenzen ist kennzeichnend für amorphe Legierungen. Eine Grundvoraussetzung, die weichmagnetisches Verhalten begünstigt.
Aus Spektrum der Wissenschaft 7 / 1994, Seite 108: „Es ist gar nicht so einfach, einen metallischen Festkörper herzustellen, bei dem Unordnung bis ins kleinste Detail herrscht. Während eine Schmelze beim Abkühlen erstarrt, haben die Metallatome im allgemeinen genügend Zeit, Kristallkeime auszubilden, die lokal zu Mikrokristallen heranwachsen. Nur wenn man die Schmelze extrem schnell – beispielsweise mit einer Million Grad pro Sekunde – abkühlt, entsteht ein amorpher Festkörper. Wie beim Glas verbleiben die Atome dann in einem weitgehend ungeordneten Zustand. …
Erstarren in Sekundenbruchteilen … Um Abkühlgeschwindigkeiten von einer Million Grad pro Sekunde zu erreichen, muss seine Dicke allerdings deutlich unter 0,1 Millimeter liegen. Das steuert man im Wesentlichen durch die Walzengeschwindigkeit: Mit 20 bis 50 Metern pro Sekunde lassen sich 0,02 bis 0,04 Millimeter erreichen. Die Abmessungen der Gießdüse und der Kühlwalze bestimmen die Folienbreite.
Weich gegen wechselnde Magnetfelder … Am deutlichsten macht sich das beim erneuten Wechsel der Magnetfeldrichtung bemerkbar. In einem Metall mit Gitterstruktur ist es oft energieaufwendiger, den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen. Es verbleibt zunächst eine als Remanenz bezeichnete Restmagnetisierung. Eine zusätzliche Feldkraft – die Koerzitivfeldstärke – ist erforderlich, um die magnetischen Momente wieder in den Ausgangszustand zu bringen. Für Anwendungen in Wechselfeldern bevorzugt man darum weichmagnetische Materialien, die schon in schwachen Feldern ummagnetisieren. Dazu gehören die amorphen Metalle und Nickel-Eisen-Legierungen. …“ Weichmagnetische eisenamorphe Bänder, unter Einsatz der Rascherstarrungstechnologie erzeugt, werden für die Herstellung von amorphen Schnitt- und Ringbandkernen verwendet.Schnittbandkerne
Nanokristallin
EXKURSIONAls Ausgangsmaterial dient eisenamorphes Band, welches unter Verwendung der Racherstarrungstechnologie hergestellt wurde. Die amorphen Bänder werden einer zusätzlichen Wärmebehandlung bei 500 bis 600°C unterzogen, um die Bildung einer feinkörnigen Mikrostruktur zu ermöglichen. Die Bezeichnung nanokristallin bezieht sich auf eine erzielte Korngröße im Bereich von 10nm.
Weichmagnetische nanokristalline Bänder werden für die Herstellung von nanokristallinen Schnitt- und Ringbandkernen verwendet.