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電磁純鉄と一般的な低炭素鋼はどちらも磁束を伝達できます。違いは、材料仕様が何を制御するかです。低保磁力と再現性のある軟磁気特性が重要な場合は磁性鉄グレードが選択されます。構造用低炭素鋼グレードは、それ自体ではそれらの磁気特性を保証しません。どちらの選択肢も、ブレーカーがいつトリップするか、またはアーマチュアが解放されるかを単独で決定するものではありません。加工部品、ギャップ、コイル、スプリング、および試験条件も考慮する必要があります。.
この違いは、回路遮断器のトリップ機構の磁気ヨーク、コア、アーマチュア、およびリレーや電磁接触器において重要です。MCBの完全な動作シーケンスについては、 MCBの仕組み. を参照してください。ここでは、より狭い範囲の質問をします。 磁性材料は何をもたらし、いつ通常の鋼で十分なのでしょうか？
| 質問 | 電磁純鉄 | 通常の低炭素構造用鋼 |
|---|---|---|
| グレードは主に何を指定しますか？ | 記載された試験および加工条件下での軟磁性挙動。. | 化学組成および構造材料特性。磁気挙動は別途定義が必要です。. |
| 設計者はなぜそれを使用するのですか？ | 感度が高く再現性の高い機構において、磁気応答を制御し、残留磁気保持効果を低減するため。. | デバイスレベルの性能が許容する場合、磁気リターンパスを構造的および製造上の要件と組み合わせるため。. |
| グレードだけで引き込みまたは解放を予測できますか？ | いいえ。 | いいえ。 |
“「純鉄」は磁性材料の名称であり、不純物ゼロを保証するものではありません
用語 電磁純鉄 軟磁気用途に使用される市販の低残留鉄を説明します。化学的に純粋な元素鉄ではありません。中国では、, GB/T 6983-2022、, 磁性鉄, 、はDT4シリーズ磁性鉄の関連グレード規格です。対照的に、, GB/T 699-2015、, 品質炭素構造鋼, は、08、10、20鋼などのグレードをカバーしています。これらは異なる仕様ルートであり、同じ制御磁気挙動の相互交換可能な名称ではありません。.
有用な工学的区別は、低炭素鋼が「磁気を伝導できない」ということではありません。伝導できます。区別は、構造グレードのみを指定した発注書では、保磁力限界、B–H曲線、または完成部品の引き込みおよび解放結果が確立されないことです。これらの要件は、部品の磁気応答が重要である場合は追加および検証する必要があります。また、中国のグレード10鋼をAISI 1010の正確な同等品として黙って扱うべきではありません。置換を行う前に、実際の材料規格と注文条件を比較してください。.
DT4、DT4A、DT4E、DT4C は実際に何を改善するのか？
DT4シリーズのグレードは、軟磁気仕様を段階的に厳しくしています。以下の値は、GB/T 6983-2022から提供されたグレード比較であり、標準試験片と指定された条件を記述しています。, ない 組み立てられたブレーカーまたはVIOX製品の測定された挙動。.
| グレード | 最大保磁力、Hc | 最小記載最大透磁率、μmax |
|---|---|---|
| DT4 | 80 A/m | 0.0088 H/m |
| DT4A | 60 A/m | 0.0100 H/m |
| DT4E | 48 A/m | 0.0113 H/m |
| DT4C | 32 A/m | 0.0151 H/m |
購入時の注意: 正確な版、製品形態、試験条件、および合意された注文要件を確認してください。2022年の規格では、表に記載されているすべての磁気値が、すべての納入品に対する日常的な受け入れ試験であると仮定すべきではありません。設計受け入れを左右する場合は、関連する試験結果を明示的に要求してください。注文は、この省略された表ではなく、公式の規格本文によって規定されます。.
保磁力、Hc, 、は、指定された磁化履歴の後、磁束密度をゼロに戻すために必要な逆磁界です。残留磁化がスティッキングに寄与する可能性がある場合は、低い値が有用ですが、それだけではアーマチュアが解放されることを保証するものではありません。残磁、極面形状、残留空気ギャップ、リターンスプリング力、摩擦、めっき、および製造公差も結果に影響します。. IEC 60404-7 は、指定された条件下での保磁力の測定方法を定義しています。デバイス解放テストは、異なる質問に答えます。.
最大透磁率、μmax, 、は、測定された磁化曲線で到達するピーク透磁率です。デバイスの実際の動作点での透磁率であるとは限りません。表では、DT4Cの最小値はDT4よりも約72%高く、保磁力の天井は60%低くなっています。どちらのパーセンテージも、トリップ感度または解放時間の予測される改善ではありません。.
最後に、特定の磁界強度における指定された磁束密度値（特定のHにおけるBなど）は、磁化曲線上の点です。これを次のようにラベル付けし直すべきではありません 飽和磁束密度 実際の測定で飽和が確立されない限り。これは、2つの鋼材がどちらも強い印加磁場で「高いB」を示すため同等であると主張する場合に重要です。それらの低磁場応答と磁気履歴は依然として異なる可能性があります。.
概念的な磁気経路。特定のVIOXブレーカーの配線接続図ではありません。.
なぜより良い材料でも比例してより良いブレーカーが得られないのか
単純化された磁気回路は、起磁力を供給するコイル、強磁性経路、および通常は可動アーマチュアへの空気隙を備えています。磁束は、 ここでR 磁気リラクタンスに依存し、コア材料だけでなく、
磁束 ≈ コイルのアンペアターン ÷ (鉄路のリラクタンス + 空気隙のリラクタンス)空気は軟磁性鉄よりも透磁率がはるかに低いため、わずかな隙間でも全体を支配する可能性があります。. MITの磁気回路教育ノート 鉄路と隙間を別々のリラクタンスとしてモデル化します。したがって、材料の実験室での最大透磁率を改善しても、組み立てられた磁束または力への影響は、その見出し比率が示唆するよりもはるかに小さくなる可能性があります。これは、形状と動作点によって異なります。.
機械的な側面も同様に重要です。磁気トリップは、関連するトラベルおよび電流範囲で、アーマチュアを動かしてラッチを解放するのに十分な力を発生させる必要があります。復帰時には、残留磁気力は、スプリングと機構が克服できる値よりも低くなければなりません。ポールフェイス、ギャップ、コイル、スプリング、およびアセンブリ全体を確認せずに、DT4をDT4Cに置き換える、または低炭素鋼を磁性鉄に置き換えることは、ほとんど変更しないか、または間違った特性を変更する可能性があります。これは 設計上の推論, であり、製品固有のテスト主張ではありません。.
ミニチュアブレーカーの場合、磁気リリースは、過電流が瞬時ピックアップ範囲に入ると、通常は短絡中ですが、高突入電流中にも発生する可能性がありますが、迅速に応答します。これは短時間の作動の問題であり、連続的に励磁されるAC電磁石と同じデューティではありません。VIOXの MCB製造品質に関する議論 を参照して、より広範なアセンブリおよび検証のコンテキストを確認してください。.
DC、繰り返しスイッチング、AC励磁は単一の材料決定ではない
磁気デューティは、どの特性に最も注意を払うべきかを変更します。
| デバイス内のデューティ | 材質および部品レベルの質問 |
|---|---|
| 短時間ブレーカーの磁気トリップ | 磁力は必要なピックアップ範囲で十分であり、機構は動作および経年劣化後に確実にリセットされるか？ |
| 繰り返し吸引および解放を行うリレーまたは電磁接触器 | プルイン、ホールド、ドロップアウト、加熱、および残留保持力は、指定された電圧および温度条件下で許容範囲内か？ |
| 連続的に交互作用する磁場 | 実際の周波数およびフラックス波形における損失、加熱、ノイズ、および材料または積層の要件は何か？ |
積層電磁鋼は、交互作用するフラックスが渦電流損失を重要にする場所でしばしば使用されるが、「50/60 Hzはケイ素鋼を意味する」は、すべての小型アクチュエータに当てはまる普遍的な規則ではない。逆に、DC軟磁性テーブルから選択されたDT4グレードは、AC損失性能を自動的に確立するものではない。. IEC 60404-6 は、対象範囲内の軟磁性材料（電磁鋼板および軟質フェライトを除く）の交流磁場試験方法を提供します。AC性能はDC保磁力値から推測すべきではありません。最終的な選定は、デバイスおよびデューティ固有のものです。.
材料、加工部品、および完全な機構を指定する
設計変更またはサプライヤー比較には、単一のグレードラベルではなく、3つの証拠レベルを使用してください。
- 材料証拠： 正確な規格および版、グレード、製品形態、納入状態、関連する場合は化学レポート、および明示的に要求される磁気試験。結果が実験室 specimen、入荷在庫、または完成部品のいずれであるかを明記してください。.
- 完成部品証拠： 磁束経路および極面の図面および公差。加工、プレス、または成形履歴。表面処理。および磁気特性を確認する必要がある熱処理条件。規格で推奨される specimen アニールは、すべてのコンポーネントに対する必須の製造サイクルとして提示してはなりません。.
- デバイス証拠： コイルとばねの仕様、動作ギャップと残留ギャップ、ピックアップとリリース特性、繰り返し性、温度および経年劣化条件、および適用される製品規格試験。原材料の鉄の証明書は、組み立てられた回路遮断器を証明するものではありません。.
VIOXの製造写真や文書化された試験結果ではなく、説明のための検証シーケンスです。.
サプライヤーが指定された磁性鉄アーマチュアを10鋼に交換することを提案したと仮定します。適切な対応は、自動的な拒否または承認ではありません。完成部品の状態での磁気特性、その変更がポールフェイスの形状または残留ギャップを変更するかどうか、および完全なデバイスがそのピックアップ、リリース、および繰り返し性の基準を依然として満たすかどうかを尋ねます。既存の図面が単に「10鋼」と記載されている場合、逆もまた同様です。より見栄えの良いDTグレードは、テストされていない交換品が同等であることを証明しません。.
材料サンプルではなく、実際のMCBの評価のために、まず VIOX MCB製品ファミリー 正確なモデルの技術文書および適用される試験証拠を要求します。この教育的な比較から、特定のVIOXモデルのコア材料を推測しないでください。.
結論
電磁純鉄は、 軟磁気特性を指定および検証する 通常の低炭素構造用鋼の指定では保証されないものです。これは、高感度で繰り返し可能な作動とリリースにとって重要となる場合があります。しかし、低い保磁力または高い最大透磁率は、材料レベルの利点であり、回路遮断器レベルの性能保証ではありません。意図された磁気負荷を念頭に置いて選択し、完成部品と組み立てられた機構を検証してください。.
