Was man über den Pulverkern wissen sollte

Beim Pulverkern oder Pulververbundwerkstoff handelt es sich um einen pulvermetallurgisch hergestellten ferromagnetischen Kernwerkstoff. Er stellt eine Alternative zu den massiven weichmagnetischen Ferrit- und Metallwerkstoffen dar. Aus den Pulverwerkstoffen werden unterschiedliche Formen von Kernen für Drosseln und Formteile für Elektromotoren sowie weitere elektromagnetische Anwendungen produziert.

Wie erfolgt die Herstellung vom Pulverkern?

Bei der Produktion vom Pulverkern werden ferromagnetische Pulverteilchen gemeinsam mit einem Isolator vermischt. Am weitesten verbreitet ist die Pressung in eine metallische Form. Dieser Herstellungsweg sorgt durch das Isolieren der einzelnen Metallpulverteile für eine starke Verringerung der Wirbelströme gegenüber dem Massivmaterial und somit den Wirbelstromverlusten. Dabei führt das Isolieren der Teile zur inneren Scherung der Magnetisierungskurve sowie zu entsprechend niedrigeren Permeabilitäten. Man spricht hier ebenso von einem verteilten Luftspalt. Eine alternative Herstellungsmethode ist noch die Gusstechnik, die lediglich selten angewendet wird, da der wirksame Füllgrad an magnetischem Material viel geringer ist. Gegenüber den nanokristallinen, kristallinen und amorphen Legierungen gelten die erreichbaren Permeabilitäten als niedrig und die Koerzitivfeldstärken als ziemlich hoch. Die mechanische Sensibilität gegen Stöße ist vergleichbar wie bei Ferrit.

Welche Arten vom Pulverkern gibt es?

Die Pulver der Legierung 81 Prozent Nickel, 17 Prozent Eisen und vier Prozent Molybdän werden bei den MPP-Kernen auch mit einem hochtemperaturfesten Binder beschichtet und mit einem Werkzeug entsprechend in Form gepresst. Nach der Entgratung erfolgt der Anschluss eines Glühprozesses bei dem Pulverkern. Das nachfolgende Entgraten und Beschichten schließt die Produktion ab. Die möglichen erreichbaren Permeabilitäten betragen zwischen 14 und 350. Der Permeabilitätsbereich, welchen man am häufigsten nutzt, liegt bei 60 bis 173. Dazu werden Sättigungswerte von 0,75 erreicht. Bei der Permeabilität beträgt je nach Typ der Temperaturkoeffizient 25 bis 180. Die High-Flux-Kerne sind eine Abwandlung von den MPP-Kernen und haben eine andere Materialzusammensetzung. Von der Legierung wird Pulver 50 Prozent Eisen und 50 Prozent Nickel nach der oben genannten MPP-Methode verarbeitet. Hier liegen die erreichten Permeabilitäten bei 14 bis 160. Aufgrund des höheren Eisenanteils erreicht man Sättigungswerte von 1,5. Bei den Sendust-Kernen wird die in Japan entwickelte Legierung aus Eisen, Aluminium und Silizium auch als Pulverwerkstoff verarbeitet. Durch die Zusammenstellung Al5,4 Fe Si 9,6 erreicht man eine besonders niedrige Magnetostriktion. Das Fertigungsverfahren findet fast genauso wie beim MPP-Kern statt. Es werden Permeabilitäten zwischen 26 und 125 sowie Sättigungswerte von 1,05 erreicht. Aufgrund der günstigeren Einsatzmaterialien sind die Sendust-Kerne preiswerter als die High-Flux-Kerne- und MPP-Kerne.

Anwendungen vom Pulverkern

Der Pulverkern wird bevorzugt für die Anwendungen gewählt, bei welchen sich die Permeabilität mit entsprechend hohen DC-Aussteuerungen keinesfalls verändern darf. Aufgrund des ziemlich hohen elektrischen Widerstands bietet er Vorteile bei den Leistungsanwendungen mit hohen Frequenzen. In erster Linie werden PFC-Drosseln, Speicherdrosseln und Entstördrosseln mit diesen Kernen aufgebaut. Jedoch eignen sie sich weniger gut für Transformatoren.