소개
연자성 물질(SMM)은 외부 자기장을 받으면 가역적인 자화 거동을 보이는 강자성 물질의 한 종류입니다. 이러한 재료는 낮은 보자력, 높은 투자율, 낮은 자기 변형이 특징이며 변압기, 모터 및 기타 전자기 장치에 사용하기에 적합합니다.
최근 몇 년 동안 지속 가능한 에너지원에 대한 수요 증가를 충족하고 온실가스 배출을 줄이기 위해 에너지 효율적인 전기 시스템 개발에 대한 관심이 높아졌습니다. 연자성 소재는 에너지 효율적인 변압기와 모터 설계에 크게 기여할 수 있기 때문에 이러한 맥락에서 중요한 역할을 합니다.
연자성 재료의 특성
에너지 효율적인 변압기 및 모터 애플리케이션에 적합한 연자성 소재의 주요 특성은 다음과 같습니다:
1. 낮은 보자력: 보자력은 물질의 자기를 제거하는 데 필요한 자기장 강도의 척도입니다. SMM은 보자력이 낮기 때문에 쉽게 자화 및 자기를 제거할 수 있어 변압기와 모터의 손실이 적습니다.
2. 높은 투과성: 투과성은 자기장을 지지하는 재료의 능력을 측정하는 척도입니다. SMM은 투자율이 높기 때문에 자기장을 집중시키고 와전류 손실을 줄일 수 있습니다.
3. 낮은 자기 변형: 자기 변형은 강자성 물질이 자기장을 받을 때 치수 변화를 겪는 현상입니다. SMM은 자기 변형이 적어 변압기와 모터의 코어 진동과 소음 수준을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
4. 높은 전기 저항률: 연자성 물질은 전류 밀도와 자기장 강도의 제곱에 비례하는 와전류 손실을 최소화하기 위해 높은 전기 저항을 가져야 합니다.
에너지 효율적인 변압기에서 연자성 재료의 응용 분야
변압기는 전력 분배 시스템의 필수 구성 요소로, 교류 전압을 높이거나 낮추는 데 사용됩니다. 변압기의 코어는 1차와 2차 권선 사이의 효율적인 자속 전달을 담당하는 SMM으로 구성됩니다. 변압기 코어의 연자성 재료 선택은 에너지 효율에 큰 영향을 미칩니다.
1. 비정질 합금: 비정질 합금은 낮은 손실, 높은 투과성, 높은 저항률 등 우수한 자기 특성을 나타내는 SMM의 한 종류입니다. 이러한 재료는 우수한 에너지 효율과 낮은 온도 상승으로 인해 배전 및 전력 변압기에 일반적으로 사용됩니다.
2. 나노 결정 재료: 나노 결정 재료는 나노미터 범위의 입자 크기를 가진 또 다른 종류의 SMM입니다. 이러한 재료는 높은 포화 자화, 낮은 보자력 및 높은 투과성을 나타내므로 고주파 변압기 애플리케이션에 적합합니다.
3. 입자 지향 전기강(GOES): GOES는 변압기 코어 애플리케이션에 널리 사용되는 SMM의 한 유형입니다. 입자 방향성으로 인해 압연 방향의 자기 특성이 우수하여 비방향성 강재에 비해 손실이 적고 효율이 높습니다.
에너지 효율적인 모터에 연자성 재료의 응용 분야
연자성 소재는 에너지 효율적인 모터, 특히 모터의 효율, 토크, 속도 성능에 영향을 미치는 회전자 및 고정자 코어 설계에 중요한 역할을 합니다.
1. 영구 자석: 연자성 재료는 영구 자석 모터(PM 모터)의 핵심 재료로 사용되며, 영구 자석에서 생성되는 자기장을 강화합니다. 그 결과 유도 모터에 비해 토크 밀도와 효율이 높아집니다.
2. 고정자 및 회전자 코어: 유도 전동기 및 동기 릴럭턴스 모터(SRM)에서는 고정자 및 회전자 권선의 코어 재료로 SMM이 사용됩니다. 연자성 소재의 선택