ในหน้านี้
เหล็กบริสุทธิ์แม่เหล็กไฟฟ้าและเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำทั่วไปสามารถนำพาฟลักซ์แม่เหล็กได้ทั้งคู่ ความแตกต่างอยู่ที่ข้อกำหนดของวัสดุที่ควบคุม เกรดเหล็กแม่เหล็กจะถูกเลือกเมื่อค่าความโคเออร์ซิivity ต่ำและพฤติกรรมแม่เหล็กอ่อนที่สามารถทำซ้ำได้มีความสำคัญ เกรดเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำโครงสร้างไม่ได้เป็นการรับประกันคุณสมบัติแม่เหล็กเหล่านั้นด้วยตัวมันเอง การเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดว่าเซอร์กิตเบรกเกอร์จะตัดวงจรเมื่อใด หรือว่าอาร์มาเจอร์จะปลดหรือไม่ ชิ้นส่วนสำเร็จรูป ช่องว่างอากาศ คอยล์ สปริง และสภาวะการทดสอบก็ต้องนำมาพิจารณาด้วย.
ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในแกนเหล็ก, คอร์ และอาร์เมเจอร์ของวงจรปลดเบรกเกอร์ รวมถึงในรีเลย์และคอนแทคเตอร์ สำหรับลำดับการทำงานที่สมบูรณ์ของ MCB โปรดดูที่ การทำงานของ MCB. คำถามที่นี่แคบลงคือ: วัสดุแม่เหล็กให้ประโยชน์อะไร และเมื่อใดที่เหล็กธรรมดาก็เพียงพอแล้ว?
| คำถาม | เหล็กอ่อนแม่เหล็กบริสุทธิ์ | เหล็กโครงสร้างคาร์บอนต่ำทั่วไป |
|---|---|---|
| เกรดระบุอะไรเป็นหลัก? | พฤติกรรมแม่เหล็กอ่อนภายใต้เงื่อนไขการทดสอบและการแปรรูปที่ระบุ. | คุณสมบัติทางเคมีและคุณสมบัติของวัสดุโครงสร้าง พฤติกรรมแม่เหล็กต้องมีการกำหนดแยกต่างหาก. |
| เหตุใดผู้ออกแบบจึงอาจเลือกใช้สิ่งนี้? | เพื่อควบคุมการตอบสนองทางแม่เหล็กและลดผลกระทบจากการคงอยู่ของสนามแม่เหล็กที่เหลือในกลไกที่ละเอียดอ่อนและสามารถทำซ้ำได้. | เพื่อรวมเส้นทางแม่เหล็กกลับเข้ากับข้อกำหนดด้านโครงสร้างและการผลิต เมื่อประสิทธิภาพระดับอุปกรณ์เอื้ออำนวย. |
| เกรดเพียงอย่างเดียวสามารถทำนายการดึงเข้าหรือการปล่อยได้หรือไม่? | เลขที่ | เลขที่ |
“เหล็กบริสุทธิ์” เป็นการระบุประเภทวัสดุแม่เหล็ก ไม่ใช่การรับประกันว่าจะไม่มีสิ่งเจือปนเลย
คำว่า เหล็กบริสุทธิ์แม่เหล็กไฟฟ้า อธิบายถึงเหล็กที่มีค่าสนามแม่เหล็กตกค้างต่ำที่ผลิตเชิงพาณิชย์สำหรับงานที่เกี่ยวกับแม่เหล็กอ่อน มันไม่ใช่เหล็กธาตุบริสุทธิ์ทางเคมี ในประเทศจีน, GB/T 6983-2022, เหล็กแม่เหล็ก, เป็นมาตรฐานเกรดที่เกี่ยวข้องสำหรับเหล็กแม่เหล็ก DT4-series ในทางตรงกันข้าม, GB/T 699-2015, เหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพ, ครอบคลุมเกรดต่างๆ เช่น เหล็ก 08, 10 และ 20 นี่เป็นเส้นทางข้อกำหนดที่แตกต่างกัน ไม่ใช่ชื่อที่ใช้แทนกันได้สำหรับพฤติกรรมแม่เหล็กที่ควบคุมแบบเดียวกัน.
ข้อแตกต่างทางวิศวกรรมที่มีประโยชน์ไม่ใช่ว่าเหล็กคาร์บอนต่ำ “ไม่สามารถนำแม่เหล็กได้” มันสามารถทำได้ ข้อแตกต่างคือคำสั่งซื้อที่ระบุเกรดโครงสร้างเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดขีดจำกัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (coercivity limit), เส้นโค้ง B–H หรือผลลัพธ์การดึงเข้าและปล่อยของชิ้นส่วนสำเร็จรูป ข้อกำหนดเหล่านั้นจะต้องถูกเพิ่มและตรวจสอบหากการตอบสนองทางแม่เหล็กของชิ้นส่วนมีความสำคัญ และไม่ควรปฏิบัติต่อเหล็กเกรด 10 ของจีนอย่างเงียบๆ ว่าเป็นสิ่งทดแทนที่แน่นอนสำหรับ AISI 1010: เปรียบเทียบมาตรฐานวัสดุจริงและเงื่อนไขการสั่งซื้อก่อนทำการทดแทน.
DT4, DT4A, DT4E และ DT4C ปรับปรุงอะไรบ้าง?
เกรด DT4-series ทำให้ข้อกำหนดแม่เหล็กอ่อน (soft-magnetic) เข้มงวดขึ้นเรื่อยๆ ค่าต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบเกรดที่จัดหาจาก GB/T 6983-2022; ค่าเหล่านี้อธิบายตัวอย่างทดสอบมาตรฐานและเงื่อนไขที่ระบุ, ไม่ พฤติกรรมที่วัดได้ของเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ประกอบเสร็จแล้วหรือผลิตภัณฑ์ VIOX.
| เกรด | สนามแม่เหล็กโคแอกซีฟสูงสุด, Hc | ค่าสภาพซึมซาบได้สูงสุดที่ระบุขั้นต่ำ, 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 |
หมายเหตุการจัดซื้อ: ตรวจสอบฉบับที่แน่นอน รูปแบบผลิตภัณฑ์ เงื่อนไขการทดสอบ และข้อกำหนดการสั่งซื้อที่ตกลงกัน ภายใต้มาตรฐานปี 2022 ค่าแม่เหล็กที่แสดงในตารางทั้งหมดไม่ควรถือเป็นการทดสอบการยอมรับตามปกติสำหรับการส่งมอบทุกครั้ง โปรดขอผลการทดสอบที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจนในกรณีที่มีผลต่อการยอมรับการออกแบบ ข้อกำหนดมาตรฐานที่เป็นทางการ แทนที่จะเป็นตารางสรุปนี้ จะเป็นตัวกำหนดการสั่งซื้อ.
ความโค้งเหนี่ยวนำ, Hc, คือสนามแม่เหล็กย้อนกลับที่จำเป็นในการทำให้การเหนี่ยวนำกลับสู่ศูนย์หลังจากประวัติการทำให้เป็นแม่เหล็กที่ระบุไว้ ค่าที่ต่ำกว่ามีประโยชน์เมื่อการเหนี่ยวนำที่ตกค้างอาจทำให้เกิดการติดขัด แต่ก็ไม่ได้รับประกันเพียงอย่างเดียวว่าอาร์มาเจอร์จะปลดออกได้ ความคงเหลือ, รูปทรงของหน้าเสา, ช่องว่างอากาศที่เหลือ, แรงสปริงดึงกลับ, แรงเสียดทาน, การชุบ และความคลาดเคลื่อนในการผลิตก็ส่งผลต่อผลลัพธ์เช่นกัน. IEC 60404-7 กำหนดวิธีการวัดความโค้งเหนี่ยวนำภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ การทดสอบการปลดอุปกรณ์จะตอบคำถามที่แตกต่างออกไป.
ความสามารถในการซึมผ่านสูงสุด, μmax, คือค่าความสามารถในการซึมผ่านสูงสุดที่ได้จากเส้นโค้งการเหนี่ยวนำที่วัดได้ ไม่จำเป็นต้องเป็นค่าความสามารถในการซึมผ่าน ณ จุดปฏิบัติการจริงของอุปกรณ์ ในตาราง ค่าต่ำสุดที่ระบุของ DT4C สูงกว่า DT4 ประมาณ 72% ในขณะที่ค่าสูงสุดของความโค้งเหนี่ยวนำต่ำกว่า 60% เปอร์เซ็นต์ทั้งสองไม่ใช่การปรับปรุงที่คาดการณ์ไว้ในความไวในการสะดุดหรือเวลาในการปลด.
สุดท้าย, ค่าการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ระบุ ณ ความแรงของสนามที่ระบุ—เช่น B ณ H ที่กำหนด—เป็นจุดบนเส้นโค้งการเหนี่ยวนำ ไม่ควรติดป้ายใหม่เป็น การเหนี่ยวนำอิ่มตัว เว้นแต่การวัดที่เกี่ยวข้องจะแสดงให้เห็นถึงการอิ่มตัวจริง สิ่งนี้มีความสำคัญเมื่อมีคนโต้แย้งว่าเหล็กสองชนิดเทียบเท่ากันเพราะทั้งคู่แสดง “B สูง” ที่สนามที่ใช้แรงสูง: การตอบสนองที่สนามต่ำและประวัติแม่เหล็กของพวกมันอาจยังคงแตกต่างกัน.
เส้นทางแม่เหล็กเชิงแนวคิด ไม่ใช่ภาพวาดของเซอร์กิตเบรกเกอร์ VIOX หรือการเชื่อมต่อสายไฟ.
เหตุใดวัสดุที่ดีกว่าจึงอาจไม่ทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ดีขึ้นตามสัดส่วน
วงจรแม่เหล็กแบบง่ายประกอบด้วยขดลวดที่ให้แรงเคลื่อนแม่เหล็ก เส้นทางเฟอร์โรแมกเนติก และโดยทั่วไปคือช่องว่างอากาศไปยังอาร์มาเจอร์ที่เคลื่อนที่ ฟลักซ์ขึ้นอยู่กับ total ความต้านทานแม่เหล็ก ไม่ใช่แค่วัสดุแกนเท่านั้น:
ฟลักซ์แม่เหล็ก ≈ รอบแอมแปร์ของขดลวด ÷ (ความต้านทานของเส้นทางเหล็ก + ความต้านทานของช่องว่างอากาศ)เนื่องจากอากาศมีค่าสภาพซึมผ่านต่ำกว่าเหล็กอ่อนมาก แม้แต่ช่องว่างเล็กน้อยก็สามารถมีผลเหนือกว่าทั้งหมดได้. บันทึกการสอนวงจรแม่เหล็กของ MIT จำลองเส้นทางเหล็กและช่องว่างเป็นความต้านทานที่แยกจากกัน ดังนั้นการปรับปรุงค่าสภาพซึมผ่านสูงสุดในห้องปฏิบัติการของวัสดุจึงอาจมีผลกระทบต่อฟลักซ์ที่ประกอบขึ้นหรือแรงน้อยกว่าที่อัตราส่วนหลักแนะนำมาก ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตและจุดปฏิบัติงาน.
ด้านกลไกก็มีความสำคัญเช่นกัน การปลดวงจรด้วยแม่เหล็กต้องสร้างแรงเพียงพอในช่วงระยะการเคลื่อนที่และช่วงกระแสที่เกี่ยวข้อง เพื่อขยับแกนเหล็กและปลดสลัก เมื่อกลับคืน แรงแม่เหล็กที่เหลืออยู่ต้องลดลงต่ำกว่าที่สปริงและกลไกสามารถเอาชนะได้ การแทนที่ DT4C ด้วย DT4 หรือเหล็กแม่เหล็กด้วยเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ โดยไม่ได้ตรวจสอบหน้าเสา ช่องว่าง ขดลวด สปริง และชุดประกอบทั้งหมด อาจเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย หรืออาจเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะที่ไม่ถูกต้อง นี่คือ ข้อสันนิษฐานในการออกแบบ, ไม่ใช่การอ้างสิทธิ์การทดสอบเฉพาะผลิตภัณฑ์.
สำหรับเซอร์กิตเบรกเกอร์ขนาดเล็ก การปลดวงจรด้วยแม่เหล็กจะตอบสนองอย่างรวดเร็วเมื่อกระแสเกินเข้าสู่ช่วงการทำงานทันที ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นระหว่างการลัดวงจร แต่ก็อาจเกิดขึ้นระหว่างกระแสไหลเข้าสูงได้เช่นกัน นี่เป็นปัญหาการทำงานในระยะเวลาสั้นๆ ไม่ใช่หน้าที่เดียวกับแม่เหล็กไฟฟ้า AC ที่มีกระแสไฟฟ้าตลอดเวลา ดู VIOX’s การอภิปรายคุณภาพการผลิต MCB สำหรับบริบทการประกอบและการตรวจสอบที่กว้างขึ้น.
DC, การสลับซ้ำ และ AC excitation ไม่ใช่วัสดุเดียวในการตัดสินใจ
หน้าที่ของแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่ควรได้รับความสนใจมากที่สุด:
| หน้าที่ในอุปกรณ์ | คำถามเกี่ยวกับวัสดุและระดับชิ้นส่วนเพื่อตอบ |
|---|---|
| วงจรตัดแม่เหล็กแบบหน่วงเวลาสั้น | แรงแม่เหล็กเพียงพอในช่วงการทำงานที่ต้องการหรือไม่ และกลไกสามารถกลับสู่สภาพเดิมได้อย่างน่าเชื่อถือหลังจากการทำงานและอายุการใช้งาน? |
| รีเลย์หรือคอนแทคเตอร์ที่มีการดึงเข้าและปล่อยซ้ำๆ | แรงดึงเข้า แรงคงสภาพ แรงปล่อย ความร้อน และแรงยึดเหนี่ยวที่เหลืออยู่เป็นที่ยอมรับได้ภายใต้สภาวะแรงดันและอุณหภูมิที่กำหนดหรือไม่? |
| สนามแม่เหล็กสลับอย่างต่อเนื่อง | การสูญเสีย ความร้อน เสียง และข้อกำหนดด้านวัสดุหรือการเคลือบเป็นอย่างไรที่ความถี่และรูปคลื่นฟลักซ์จริง? |
เหล็กกล้าสำหรับงานไฟฟ้าแบบเคลือบมักใช้ในกรณีที่ฟลักซ์สลับทำให้การสูญเสียจากกระแสไหลวนมีความสำคัญ แต่ “50/60 Hz หมายถึงเหล็กซิลิคอน” ไม่ใช่กฎสากลสำหรับตัวกระตุ้นขนาดเล็กทุกตัว ในทางตรงกันข้าม เกรด DT4 ที่เลือกจากตารางแม่เหล็กอ่อน DC ไม่ได้รับประกันประสิทธิภาพการสูญเสีย AC โดยอัตโนมัติ. IEC 60404-6 ให้วิธีการทดสอบสนามแม่เหล็กสลับสำหรับวัสดุแม่เหล็กอ่อนที่อยู่ในขอบเขต (ซึ่งไม่รวมถึงเหล็กกล้าสำหรับงานไฟฟ้าและเฟอร์ไรต์อ่อน); ประสิทธิภาพ AC ไม่ควรถือเอาจากการวัดค่า DC coercivity ตัวเลขสุดท้ายขึ้นอยู่กับอุปกรณ์และลักษณะการใช้งาน.
ระบุวัสดุ ชิ้นส่วนสำเร็จรูป และกลไกที่สมบูรณ์
สำหรับการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหรือการเปรียบเทียบซัพพลายเออร์ ให้ใช้หลักฐานสามระดับแทนการให้คะแนนเพียงระดับเดียว:
- หลักฐานด้านวัสดุ: มาตรฐานและฉบับที่แน่นอน, เกรด, รูปแบบผลิตภัณฑ์, สภาพการส่งมอบ, รายงานเคมีที่เกี่ยวข้อง, และการทดสอบแม่เหล็กที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน ระบุว่าผลลัพธ์เป็นของชิ้นทดสอบในห้องปฏิบัติการ, สต็อกที่รับเข้ามา, หรือชิ้นส่วนสำเร็จรูป.
- หลักฐานชิ้นส่วนสำเร็จรูป: แบบสั่งงานและค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับเส้นทางการไหลและหน้าสัมผัสขั้ว; ประวัติการตัดแต่ง, การปั๊ม หรือการขึ้นรูป; การปรับปรุงพื้นผิว; และสภาวะการอบชุบด้วยความร้อนที่ต้องตรวจสอบคุณสมบัติทางแม่เหล็ก การอบอ่อนชิ้นทดสอบตามที่มาตรฐานแนะนำจะต้องไม่ถูกนำเสนอเป็นกระบวนการผลิตภาคบังคับสำหรับทุกส่วนประกอบ.
- หลักฐานอุปกรณ์: ข้อกำหนดคอยล์และสปริง, ระยะห่างขณะทำงานและระยะห่างขณะค้าง, พฤติกรรมการทำงานและปลด, ความสามารถในการทำซ้ำ, สภาพอุณหภูมิและการเสื่อมสภาพ, และการทดสอบตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ที่ใช้บังคับ ใบรับรองสำหรับเหล็กดิบไม่ได้รับรองเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ประกอบเสร็จแล้ว.
ลำดับการตรวจสอบเพื่อเป็นตัวอย่าง, ไม่ใช่ภาพถ่ายการผลิต VIOX หรือผลการทดสอบที่บันทึกไว้.
สมมติว่าซัพพลายเออร์เสนอให้เปลี่ยนแกนเหล็กแม่เหล็กที่ระบุด้วยเหล็ก 10 การตอบสนองที่ถูกต้องไม่ใช่การปฏิเสธหรืออนุมัติโดยอัตโนมัติ สอบถามว่าคุณสมบัติแม่เหล็กใดบ้างที่จำเป็นในสภาพชิ้นส่วนสำเร็จรูป, การเปลี่ยนแปลงนั้นส่งผลต่อรูปทรงหน้าขั้วหรือระยะห่างขณะค้างหรือไม่, และอุปกรณ์ที่สมบูรณ์ยังคงเป็นไปตามเกณฑ์การทำงาน, การปลด และความสามารถในการทำซ้ำหรือไม่ หากแบบเขียนปัจจุบันระบุเพียง “เหล็ก 10” ก็เป็นความจริงเช่นกัน: เกรด DT ที่ดูดีกว่าไม่ได้พิสูจน์ว่าชิ้นส่วนทดแทนที่ยังไม่ผ่านการทดสอบนั้นเทียบเท่ากัน.
สำหรับการประเมิน MCB จริง แทนที่จะเป็นชิ้นส่วนวัสดุ, ให้เริ่มต้นด้วย กลุ่มผลิตภัณฑ์ MCB รุ่น VIOX และขอเอกสารทางเทคนิคของรุ่นที่แน่นอนและหลักฐานการทดสอบที่ใช้บังคับ อย่าอนุมานวัสดุแกนของรุ่น VIOX รุ่นใดรุ่นหนึ่งจากการเปรียบเทียบเพื่อการศึกษาครั้งนี้.
บรรทัดล่าง
เหล็กบริสุทธิ์แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นวิธีหนึ่งในการ ระบุและตรวจสอบคุณสมบัติแม่เหล็กอ่อน ที่การระบุเหล็กโครงสร้างคาร์บอนต่ำทั่วไปไม่สามารถรับประกันได้ สิ่งนั้นอาจมีความสำคัญต่อการทำงานและการปลดที่ละเอียดอ่อนและทำซ้ำได้ แต่ค่าความโคแอกทีฟที่ต่ำกว่าหรือค่าความสามารถในการยอมให้แม่เหล็กแทรกซึมสูงสุดที่สูงกว่าเป็นข้อได้เปรียบในระดับวัสดุ ไม่ใช่การรับประกันประสิทธิภาพในระดับเซอร์กิตเบรกเกอร์ เลือกโดยคำนึงถึงหน้าที่แม่เหล็กที่ตั้งใจไว้ จากนั้นตรวจสอบชิ้นส่วนสำเร็จรูปและกลไกที่ประกอบเสร็จแล้ว.
แหล่งข้อมูลและเอกสารอ้างอิงทางเทคนิค
- GB/T 6983-2022, เหล็กแม่เหล็ก — บันทึกมาตรฐานแห่งชาติอย่างเป็นทางการ
- GB/T 699-2015, เหล็กโครงสร้างคาร์บอนคุณภาพ — บันทึกมาตรฐานแห่งชาติอย่างเป็นทางการ
- IEC 60404-7, วิธีการวัดค่าความโคเออร์ซิทีฟ
- IEC 60404-6, การวัดภายใต้สภาวะสนามแม่เหล็กสลับ
- MIT OpenCourseWare, พื้นฐานวงจรแม่เหล็กและความต้านทานช่องว่างอากาศ
