更新时间:2022-08-25 16:18
在电力电子领域,随着高频逆变技术的成熟,传统大功率线性电源开始大量被高频开关电源所取代,而且为了提高效率,减小体积,开关电源的工作频率越来越高,这就对其中的软磁材料提出了更高的要求。硅钢高频损耗太大,已不能满足使用要求;铁氧体虽然高频损耗较低,但在大功率条件下仍然存在很多问题,一是饱和磁感低,无法减小变压器的体积;二是居里温度低,热稳定性差;三是制作大尺寸铁芯成品率低,成本高。采用功率铁氧体的单个变压器的转换功率不超过20kW。纳米晶软磁合金同时具有高饱和磁感和很低的高频损耗,且热稳定性好,是大功率开关电源用软磁材料的最佳选择。采用纳米晶铁芯的变压器的转换功率可达500kW,体积比功率铁氧体变压器减少50﹪以上。在逆变焊机电源中纳米晶合金已经获得广泛应用,在通讯、电动交通工具、电解电镀等领域的开关电源中的应用也正在积极开发之中。国内普通纳米晶带材约6%用于逆变焊机领域。
纳米晶薄带主要用于高频电子信息领域,应用重点是作为开关电源、电磁干扰(EMI)滤波器中的各类高品质铁芯材料。与传统的铁芯(如铁氧体铁芯)相比,纳米晶铁芯磁感高、损耗小、性能稳定,已经成为优选产品。
纳米晶薄带未来主要应用方向是新能源(太阳能、风能)、电动汽车等新兴产业涌现的新应用领域。在新兴应用领域里,纳米晶薄带主要用作太阳能光伏逆变器、电动汽车车载充电机的共模电感及高频变压器铁芯材料,市场增量巨大。在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天,世界各国都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展并在日后的发展中获取优势地位。太阳能光伏发电作为一种清洁可再生的新能源产业,受到世界各国的普遍关注和重视。许多国家政府都在加大对该产业的政策支持力度,将太阳能光伏等新能源产业作为引领经济发展的重要举措。并网光伏逆变器是光伏系统的核心功率调节器件,以实现光伏发电接入电网、负载。并网光伏逆变器构造内的主要电磁元件有输出滤波电感、共模电感及隔离变压器。其中,输出滤波电感的主要作用是将PWM调制波转换为失真很小的正弦波,从而实现向电网或负载馈入干净的正弦波的作用。采用纳米晶薄带制成的共模电感及高频变压器铁芯,具有体积小、重量轻、节能等特点。
此外,随着智能电网的全面铺开,智能电表将逐步替换传统的机械式电表。精密电流互感器是智能电表中的关键元件,随着智能电网的建设,纳米晶剪切带也将迎来新的增长需求。
自美国率先开发出实用的非晶合金带材以来,由于高效的制备工艺和优异的材料性能,非晶合金正在逐步取代硅钢、玻莫合金和铁氧体等传统软磁材料,在电力、电子、通讯等领域获得越来越多的应用。十年来,传统软磁材料已经难以满足电子和通讯技术向高频化、小型轻量化方向发展的要求,而高质量非晶和纳米晶合金薄带与其相比具有突出的优势,因此,其成为了重要的基础功能材料,对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用,是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间与高技术领域的关键材料。