PIAC 19

A projekt célja

Egy új, ultra alacsony permabilitású toroid magcsalád, és annak anyagát előállítani képes új gyártóberendezés létrehozása. Az új ötvözetből, új gyártástechnológiával készített mag tervezett alkalmazási hőmérséklete akár 50%-kal magasabb lehet jóval magasabb alkalmazási frekvencián működve. Mindemellett lineáris mágnesezettséggel és nagyon alacsony magveszteséggel is rendelkezik. A jelenleg a piacon elérhető versenytárs gyártók terméke 120-200 celsius fokon, átlag 500kHz-2MHz frekvencián különböző magveszteséggel, linearitás nélküli állnak rendelkezésre.

A projekt tervezett eredménye

A projekt tervezett eredménye egy kobalt alapú amorf ötvözetcsalád alkalmazása, melynek megfelelő hőkezelésével olyan ultralágymágneses anyag áll elő, melyből készített toroid magok 10-100 permabilitással rendelkezve akár 260 celsius fokon és akár 30 MHz-en üzemeltethetőek lineáris mágnesezettséggel; mely tulajdonságú magok jelenleg nem kaphatóak a piacon sem hazai, sem nemzetközi viszonylatban. Várakozásaink szerint a magok méretkorlát nélkül állíthatók elő.

A szélessávú (SiC és GaN alapú) félvezetők megjelenése a teljesítmény elektronikában a 2010-es években új kihívások elé állította a passzív induktív elemeket kutató és gyártó cégeket is, hiszen egy nagyságrenddel (néhány 100 kHz ről néhány MHz-re) növekedett a tápegységek működési frekvenciája. A miniatürizálás (nagy teljesítmény sűrűség) követelményének, valamint a magas hőmérsékleten és magas frekvencián való működésnek csak újfajta lágymágneses anyagok felelnek meg. Ezekre a fejlesztésekre nagy szükség van a hagyományos és a megújuló elektromos energiák termelési, továbbítási és elosztási rendszereiben.
A projekt célja az átlagos porvasmag permeabilitás tartományának (10-150) előállítása légrés nélküli toroid maggal, tetszőleges méretekben. A kis permeabilitású toroid magok készítésére jelen pályázat egy Co alapú fém-fém nanokompozitot célzott meg, amit mechanikai húzófeszültség alatt hőkezelünk amorf szalagból kiindulva, és az amorf szalag összetétele, valamint a hőkezelési paraméterek változtatásával érjük el a relatív permeabilitás tervezés szerinti változtatását. Zárt toroid magokat csévélhetünk tetszőleges átmérővel, így szemben a porvasmagokkal, itt nincs méretkorlát és szemben a vágott magokkal nincs EMI/RFI sugárzás probléma.
Ezáltal egy olyan magas frekvencián és magas hőmérsékleten működő új toroid mag család jön létre, amely optimális összetételű, hogy a viszonylag nagy biztonsággal és pontossággal megvalósítható hőkezeléssel 10-100 közötti permeabilitást állítsunk elő, megőrizve az alacsony koercitív teret (Hc kisebb mint 10 A/m). Többek között a napelem generátorok invertereiben ezek a fizikai paraméterek ideálisak lennének. Ezen új toroid magcsalád egyik leginkább hasznosító piacai a különböző hagyományos és megújuló elektromos energiák termelési, továbbítási és elosztási rendszerei, valamint a nagyfrekvenciás jelelektronika, autóipari és egészségügyi berendezések (pl: MRI). Ezen területeken, mint alkatrész történne alkalmazásuk, mint például: fojtótekercsek, induktivitások, szűrők, transzformátorok, inverteres tápegységek alkatrészei.