Internally funded project
Start date : 01.01.2016
End date : 31.08.2021
This research project is investigating the application of Soft Magnetic Compounds (SMC) in power electronic systems. These materials got the possibility to form free moldable core geometries, similar to the injection molding method. Thereby any available space for complex inductive components can be used. The work involves the fabrication of SMC-ringcores consisting of different soft magnetic powders (e. g. Manganese-Zinc-Ferrite or Ferrite-Copper-Niobium-Silicium-Boron) with variable main particle sizes. Furthermore the influence of the main particle size and their size distribution at the magnetic properties will be investigated. A new measurement System is designed and constructed in order to characterize the ringcores with high precision in dependency of the frequency, e. g. core losses, permeability and saturation. Based on the measurement results the theoretical foundations have to be verified, simulation models forecasting the permeability of SMC´s will be constructed and new fields of applications have to be developed.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird der Einsatz von druckbaren weichmagnetischen Polymeren (Soft Magnetic Compounds, SMC) in leistungselektronischen Systemen untersucht. Diese Materialien können z.B. als Kernmaterial für Filterspulen eingesetzt werden und bieten die Möglichkeit, eine freiformbare Kerngeometrie, ähnlich wie beim Spritzgussverfahren, herzustellen. Dadurch soll der zur Verfügung stehende Bauraum für die induktive Komponente optimal ausgenutzt werden. Die Arbeiten umfassen die Herstellung von Ringkernproben aus druckfähigen SMC mit verschiedenen weichmagnetischen Pulvern (z.B. Mangan-Zink-Ferrit oder Ferrit-Kupfer-Niob-Silicium-Bor), die unterschiedliche Hauptpartikelgrößen aufweisen. Dabei wird auf den Einfluss der Hauptpartikelgröße und derer Dichteverteilung im Pulver eingegangen. Um die Ringkernproben mit hoher Genauigkeit hinsichtlich z.B. der Verlustleistung, der Permeabilität und des Sättigungsverhaltens in Abhängigkeit der Frequenz zu charakterisieren, wurde am Lehrstuhl ein neuer Messplatz konzipiert und aufgebaut. Aufbauend auf den Messergebnissen sollen die theoretischen Grundlagen überprüft, Simulationsmodelle zur Vorhersage der Permeabilität von SMCs erstellt und neue Anwendungsgebiete erschlossen werden.