Neuentwicklung! Magnetisch gekoppelte Bauelemente von SMP

Posted By : Jacqueline Regnier
Neuentwicklung! Magnetisch gekoppelte Bauelemente von SMP

SMP Sintermetalle Prometheus GmbH & Co KG hat sein Produktprogramm an induktiven Bauelementen mit der Entwicklung und Konstruktion von magnetisch gekoppelten Bauelementen erweitert.  

Magnetisch gekoppelte Bauelemente haben gegenüber magnetisch nicht gekoppelten Bauelementen folgende Vorteile: Sie sind kostengünstiger, benötigen weniger Material und sind somit noch kompakter und leichter. Sie weisen eine geringere Verlustbilanz als magnetisch nicht gekoppelte Bauelemente auf (Ökodesign). Höhere Taktfrequenzen sind möglich. Die Güteeinstellung erfolgt ohne thermische Belastung der Drossel und der EMV-Aufwand wird reduziert. Die Haupt- und Streuinduktivitäten lassen sich durch Variation der magnetischen Kopplung gezielt einstellen, was durch unterschiedliche Geometrien der Formteile und Wicklungsarten wie getrennte Wicklungen, bifilare Wicklungen oder überlagerte Wicklungen realisiert wird.

Das Spektrum der magnetisch gekoppelten Bauelemente ist für Ströme von bis zu 2000 A und Frequenzen von bis zu 500 kHz, in Spezialanwendungen bis zu 2 MHz, ausgelegt. Die selbstentwickelten und -produzierten Pulververbundwerkstoffe von SMP weisen geringe Wirbelstrom- und Ummagnetisierungsverluste auf. Die dreidimensionale Isotropie der Werkstoffe führt zu kompakten und leichten Aufbauten, da die Eisenwege minimiert werden. Dadurch verringert sich die magnetische Feldstärke und der Einsatz von Wicklungsmaterial kann deutlich reduziert werden. Spezielle magnetostriktionsfreie Materialien sorgen für sehr leise Bauteile. Diese Werkstoffe, die kundenspezifisch entwickelt und hergestellt werden, besitzen eine hohe Sättigungsinduktion von bis zu 2 Tesla. Weiterhin kann das Schwingungsverhalten der Drossel durch den Werkstoff oder durch geeignete mehrspulige, magnetisch gekoppelte Konstruktionen gezielt eingestellt werden.

Je nach Anwendung sind die magnetisch gekoppelten Bauelemente von SMP als Übertrager, Mittelfrequenztransformator, flusskompensierte Drossel oder steuernde Drossel aufgebaut. Steuernde Drosseln werden durch transformatorische Nutzung einer zusätzlichen Wicklung realisiert. Sie werden zum Beispiel für Steuersignale, zur Sättigungsüberwachung der Drossel, zur Strommessung, zur Güteeinstellung mit Wärmeentlastung der Drossel und eventueller Energierückgewinnung oder zur gezielten Induktivitätseinstellung durch Vormagnetisierung des Magnetmaterials verwendet.

Eingesetzt werden magnetisch gekoppelte Bauelemente in industriellen Anwendungen aus den Bereichen Leistungselektronik, Automatisierung und Signalverarbeitung, in antriebstechnischen Anwendungen, darunter Bahntechnik, Elektromobilität und Schiffstechnik, in der Medizintechnik, bei erneuerbaren Energien und in der Energieversorgung sowie in der Luft- und Raumfahrt.

Die Bauelemente sind in Baugrößen von 19 mm bis 300 mm, in Gewichten von 0,05 kg bis 130 kg und bis zur Temperaturklasse H bis 180° C realisierbar. Je nach Anwendung stehen Schutzarten bis IP66 zur Verfügung. Alle Bauelemente sind RoHS- und REACH-konform, die verwendeten Materialien sind UL-gelistet. SMP hat ein eigenes, UL-zugelassenes Isolationssystem und die Möglichkeit der UL-Zertifizierung bis zu 1000 A im eigenen Haus; für Ströme größer als 1000 A erfolgt die Zertifizierung extern.

Die Werkstoffe entwickelt und produziert das mittelständische Familienunternehmen kundenspezifisch im eigenen Haus. Des Weiteren hat SMP die Produktion und Entwicklung mit einer Spritzgussabteilung erweitert, um Isolationssysteme eigens zu entwickeln und produzieren. Nahezu 100 Prozent der Produkte werden kundenspezifisch gefertigt. Somit zeichnet sich SMP durch eine sehr hohe Fertigungstiefe aus, beginnend von der Auswahl der Rohstoffe der Materialien über die Produktion der Pulververbundwerkstoffe bis hin zum fertigen Endprodukt. Die Produkte werden mit einer Exportquote von über 50 Prozent weltweit vertrieben.

Zusammenfassung:
Vorteile von magnetisch gekoppelten Bauelementen gegenüber magnetisch nicht gekoppelten Bauelementen:
- weniger Materialeinsatz
- bessere Verlustbilanz als magnetisch nicht gekoppelte Bauelemente (Ökodesign)
- höhere Taktfrequenzen möglich
- Güteeinstellung ohne thermische Belastung der Drossel
- gezielte Einstellung der Haupt- und Streuinduktivitäten
- reduzierter EMV-Aufwand
- noch kompakterer und leichterer Aufbau
- kostengünstiger

Spektrum:
- Ströme bis 2000 A
- Frequenzen von bis zu 500 kHz, bei Spezialanwendungen sogar bis zu 2 MHz
- Sättigungsinduktionen bis zu 2 Tesla
- kompakte Baugrößen von 19 mm bis zu 300 mm Durchmesser

Magnetisch gekoppelte Bauelemente sind je nach Anwendung aufgebaut als:
- Übertrager
- Steuernde Drossel durch transformatorische Nutzung einer zusätzlichen Wicklung z.B. für:
        - Steuersignale
        - Sättigungsüberwachung der Drossel
        - Strommessung
        - Güteeinstellung mit Wärmeentlastung der Drossel und eventueller
          Energierückgewinnung
       - gezielte Induktivitätseinstellung durch Vormagnetisierung des Magnetmaterials
- Mittelfrequenztransformator
- Flusskompensierte Drossel





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