高性能铁基软磁复合材料(SMC)在低碳经济中的应用(2)

通过消除锐边，使铜绕组线圈更为紧凑。控制铜绕组线圈电源的整流器已与整个设计方案融为一体。Ｃ晰ｐ跏砒；晴舭ｈ划，ｈｐ机幽９，Ｓｏｍａｌｏ一电动机（前）与硅钢电机的比较圈１０高速微型制冷机（Ｔｗｉｎｂｉｒｄ的馈赠）２）微型组件装置电动机具有单独的预缠绕齿状物，并具有内置式安装部件，以便装配如图１０所示。此设计运用了一些重要的Ｓｏｍａｌｏｙ刮生能。３维磁通性能及精美的光洁度可确保绕组线圈具有较高的封装密度及良好的导热性。３．２为快速驱动＆脉冲变压器而开发的Ｓｏａａｌｏｙｏ产品ｓ眦作为快速切换器的磁性部件，已经被用于柴油发动机的燃料喷射器已经很久。并且该技术正在扩散到其他燃料，如汽油，／液化石油，气天然气等。Ｂｏｓｃｈ的共轨柴油喷射系统（如图１１）就是一个成功例子该产品的激励器采用了ＳｏｍａｌｃＩｖ＠复杂的成形技术。高密度的Ｓｏｍａｒｏｙ。铣芯，可产生较大的作用力及精确的高速阀动。ＳＭＣ技术非常适台用于快速切换的致动嚣因为它的快速瞬态响应。它的高磁饱和意味着可获得高驱动力。与其他技术相比，ＳＭｃ由于其良好的性价比使其成为这类应用的首选。ＳＭＣ还具有在其他快速切换器应用领域获得突破可能性的．在汽车发动机的点火系统中，ＳＭＣ被用作脉冲变压器铁芯。这种技术能提高燃料的利用率和降低废气的排放。必慨豳娇土闰】３：可用于快速驱动＆脉冲变压器的ｓ∞ａｌ。舻品和Ｂ．Ｈ蓝线．１１４表５：可用于快速驱动＆脉冲变压器的Ｓｏｍａｌｏ舻品的主要特性Ｒｅｓｂｌｌｖｉ～ＴＲｓＢ＠４ｋＡ／ｍＩＴｌ１．２６Ｉ，３ｌⅡＩｏｍｌＳｏｍａｌｏｙ５００１ＰＳｏｍａｌｏｙ７００ｌＰＳｏｍａｌｏｙ７００３ＰＳｏｍａｌｏｙ１０００３Ｐ４００２００７０【Ｍ，ａｌ５０４０１２５１４０ＩＴ］１，５１１．５６１，６１１．６３５００５４０７５０８５０Ｉ．３７１．４２３．３可用于电子产品的Ｓｏｍａ］ｏ产产品金属软磁粉芯由于其独特的性能，和铁氧体软磁一起，作为电感，一直被广泛的用于电子产品当今社会．高精度、高灵敏度和太容量、小型化是对各种电子产品提出的总要求和发展方向，这也是对广泛应用于各种电子产品中的软磁材料提出的要求和发展方向。金属软磁粉芯，尤其是纯铁基软磁．由于其很高的饱和磁通密度确和良好稳定性，在小型化方面可以充分发挥其优势但是，其较大的铁损又往往成为限制其应用的园素．纯铁基软磁的铁损主要来自磁滞铁损，根主要的一个原因是铁粉芯压制时产生的内应力．消除内应力而降低磁滞铁损的最有效的办法是热处理然而传统铁粉芯的绝缘镀层很难承受高于３００。Ｃ以上的热处理ｌｌＳｇａｎｉｓ（赫格纳斯）的Ｓｏｍａｌｃ）严技术，由于其独特的无机绝缘镀层，使Ｓｏｍａｌｏｙ＠ＩＰ产品的热处理温度超过５００。Ｃ，最新的研发的Ｓｏｍａｌｏｙ７００５Ｐ材料其热处理温度可高达６５０。ｃ这样这些产品就具有较低的铁损另外，由于无机绝缘镀层很薄（ｉ０一１００纳米），基粉又具有很好的压缩性，由Ｓｏｍａｌｏｙ母ｆ｝Ｉｊ成的软磁粉芯密度可达到７５克／立方理米这样，这种软磁粉芯的饱和磁通密度比传统软磁粉芯更高硅钢虽然有高的饱和磁通密度和低的磁滞铁损，但电子产品的高频，就必须降低硅钢片的厚度这就使其成本太幅上涨同时其过高的磁导率也限制了它在电子产品上的应用图１４，比较的可用于电子产品的软磁材料的一些性能Ｓｏｍａｌｏ归产品的主要性能参数。芒历表６列出了可用于电子产品的三种若。釜定Ｅ叠己磊ＣＯＲＥＬｏＳＳ图１４Ｓｏｍａｌｏｙ和其它软磁材料的比较．１１５表６可用于电子产品的三种Ｓｏｍａｌｏｙ。产品的主要性能参数Ｃｏｒｅ１０５ｓ【ｗＡ翻０．ＩＴ／３０ｋＥ［ＩＭａｔｅｒｉａｌＲｅｓｌｓｔｉｖｉｔｙＢ＠ｌＯｋＡｄｍＩＴ】１”１，４３１．４８ｌ＂ｌＯｍｚ１５０．ＩＴ／１０ｋＨｚｌ衅ｍ】Ｓｏｍａｌｏｙ１１０ｉ１ＰＳｏｍａｌｏｙ１３０ｉｔＰＳｏｍａｌｏｙ５Ｐ７６００８０００２６２７１１０６５８１８一ＳｏｍＭｏｙ１１０ｉＩＰ：适用于５—１００ｋＨｚＳｏｍａｌｏｙ１３０ｉｌＰ：适用于卜２０ｋＨｚ—Ｓｏｍａｌｏｙ５Ｐ：适用于１—１００ｋＨｚ４．高性能铁基软磁复合材料在低碳经济（环境保护和节能）潜在市场低碳经济的关键是节能减排和新能源下面将分析一下高性能铁基软磁材料在节能减排和新能源能起的作用和潜在市场．现代经济的主要能源消耗之一是用于电机，例如电机用掉了美国国内生产用电量的６３％～７０７６，占美国总电能消耗量的２３％。而许多电机的效率甚至还不到百分之五十，所以提高电机的效率显然是一个行之有效的节能措施另一方面电机的软磁材料的用量超过八百万吨提高电机的效率的一个例子是通过使用永磁直流（ＰｌｌＤｃ）电机代替固定分相电容式（ＰＳＣ）交流电机。高性能铁基软磁复合材料则特别适合于永磁直流（Ｐ岫ｃ）电机图１５是ＨＳｇａｎｉｓ设计的永磁直流（ＰＭＩ）Ｃ）电机独特的Ｓ０，¨ＩＡＬＯＹ，独特的设计理念和简单的生产成本和工艺的有机结合使该电机具有重量轻小，更高的效率（＞８８），高性能（扭矩大）节省昂贵材料（永碰，铜材）等优点●■＿——’—＿?ｏＥ■＆．．一！留１５ＨＳｇａｎｉｓ垃“的永磁直流（ＰＭＤＣ）也机黜埔苎搏骶囝１６ＥＶ＆ＨＥＶ的直流变压器另一种提高电机效率的办法是使用变频器使用变频器将１１５或２３０Ｖ的单相输入电压转换为频率从０～１２０Ｈｚ可调的２３０Ｖ三相输出，作为三相电机的电源。据美国能源部估计，使用ＶＦＤ柬控制速率．所节省的能源将高达电机总耗电量的１８％。在电扇、鼓风机Ｈ６及抽吸应用中．ＶＦＤ可以节省大量的能源。根据ＡＲＣＡｄｖｉｓｏｒｙＧｒｏｕｐ的数据，在２００７年．小功率ＶＦＤ的全球市场总值超过７０亿美元，而且预计到２０１２年将增长到近ｉｉ０亿美元。虽然经济比较壤较，但小功率交流驱动器的市场需求仍然很强劲，这是因为工业基础设施姗姗来迟的现代化终于开始起步了。变频器需要有高性能软磁材料制造的电感器，其工作频率在上千到数十千Ｈｚ十年内这种应用需要将超过每年二十万吨。汽车是二氧化碳排放的一个主要来源．电动汽车或电油混合动力汽车是降低汽车二氧化碳排放的有效途径电动汽车或电油混合动力汽车都需要直流变压器（直流直流转换器）这种直流变压器需要高性能的电感器每辆汽车的这种电感器需要一公斤以上的高性能软磁材料其工作频率在１０—５０ｋＨｚ，磁性材料必需具备高的磁感应强度和低的铁损的特点．估计这种应用到２０２０年需要高性能软磁材料达十万吨以上。２０４０—２０５０年全球可再生能源将成为最主要的能源之一。其中风能作为一种天然能源，以其蕴藏量丰富，永不枯竭，清洁无污染，可开发利用而受到青昧。最近五年世界风力涡轮发电机市场平均每年以３０％多的速度增长，风能在发电中已经开始占据越来越重要的作用而太阳能以其储量的“无限性”、存在的普遍性、开发利用的清洁性等优势．是理想的替代能源风能或太阳能，这些分布式发电集成到电网中．需要高质量的电力电子产品来保证电源的质量，如图１７所示而这些电力电子产品都需要电感器太阳能发电的电源滤波系统确到２０２０年需要十到三十万吨高性能软磁材料，其工作频率在１０—５０千Ｈｚ．软磁材料在这样的频率范围内必须具有低能耗低噪声的优点２００９年风力发电电源滤波系统的软磁材料用量达６０００吨．估计到２０１５的用量将达１５０００吨．这种应用的工作频率在２１０千Ｈｚ，最大的挑战是提高性价比。－Ｊ＿Ｄｆｌｖｅ竺’｛ｌＬｆ≈ｌ一＿㈠｛ｌ－０＝ＣＣｏｎｖｅｒｔｅｒｕＪ－一口隔如图１７风力发电电源滤波系统最后还必须指出，无论是粉末的生产，还是铁粉芯的生产，其能耗都是很低的．粉末冶金工艺还具９５％以上的材料利用率，以及产品回收时的铜铁很容易分离等特点都符合低碳经济的要求。５．结论根据以上叙述可得出以下结论：．１１７．