CN103928227A - 单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法 - Google Patents

单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法 Download PDF

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张翠梅
冯婉瑭
傅栋栋
王天宁
李丽娜
李振宇
李明川
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Abstract

本发明公开了一种单芯抗直流分量用恒导磁铁芯的制备方法，依次按照如下步骤进行：将厚度为18~28微米的纳米晶软磁合金带材进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为10~60Mpa、施张退火温度为520~670℃、施张带材运行速度为0.01~0.2m/s；将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成互感器铁芯；将缠绕好的铁芯再进行一次退火处理，所述退火温度为400~550℃，退火时间为30~120分钟；使纳米晶软磁合金铁芯在一定磁场范围内具有恒导磁特性及非常低的剩磁特性，具有较强抗直流分量的能力和高度的抗饱和性能，其精度优于现有的复合抗直流分量互感器铁芯。

Description

单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种互感器铁芯的制备方法，尤其是一种单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法。
背景技术
随着电力电子设备的增多，大量整流设备、变频设备和高频开关电源设备得到更广泛的应用，造成线路中的电磁污染日趋严重，线路中的直流分量逐渐增大。传统的互感器磁芯是由单一的高磁导率的铁基纳米晶磁芯制备而成，它只能控制和检测纯交流信号，而对于线路中日趋严重的直流分量却无能为力，这对于如电表、电力测量和控制设备等要求高精度互感器的领域，使用传统单一铁基纳米晶磁芯就会使测量误差比较大，直接导致测试仪表数据不准确或控制电路产生误动作等问题。为了避免上述现象的发生，具有抗直流分量的互感器铁芯问世，国内普遍做的抗直流分量互感器铁芯即为采用纳米晶铁芯和非晶铁芯相叠加的复合铁芯。由于纳米晶铁芯和非晶铁芯的材料不同，因此制备时需要先将纳米晶带材和非晶带材分别缠绕成铁芯，再分别将非晶铁芯和纳米晶铁芯退火合格后叠放到一起，其中仅非晶铁芯就需要至少两次反复回炉退火才能达到性能要求，制备工艺复杂，耗费大量的人工，增加了制作成本；即便如此，复合抗直流分量铁芯在精度方面仍然达不到IEC标准，因此对于标准要求严格的国家是不被允许使用的。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法。
本发明的技术解决方案是：一种单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：
a. 将厚度为18~28微米的纳米晶软磁合金带材进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为10~60Mpa、施张退火温度为520~670℃、施张带材运行速度为0.01~0.2m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成互感器铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯再进行一次退火处理，所述退火温度为400~550℃，退火时间为30~120分钟。
本发明是将纳米晶软磁合金带材进行张力预晶化退火处理，其快速升温降温的加张处理，可使其内部形成具有趋向磁畴的晶核；之后再经过一次退火处理，使晶核成长至特定尺寸，从而使纳米晶软磁合金铁芯在一定磁场范围内具有恒导磁特性及非常低的剩磁特性，具有较强抗直流分量的能力和高度的抗饱和性能，其精度优于现有的复合抗直流分量互感器铁芯。
附图说明
图1是本发明实施例1 B-H磁滞回线结果图。
图2是本发明实施例2 B-H磁滞回线结果图。
图3是本发明实施例3 B-H磁滞回线结果图。
图4是本发明实施例4 B-H磁滞回线结果图。
图5是本发明实施例5 B-H磁滞回线结果图。
具体实施方式
实施例1：
依次按照如下步骤进行：
a. 选取厚度25微米的纳米晶软磁合金剪切带材，牌号1K107，将纳米晶软磁合金带材在张力退火设备上进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为25Mpa、施张退火温度为560℃、施张带材运行速度为0.06m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成内径26mm、外径31mm、高6.5mm的互感器铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯在连续退火炉中进行一次退火处理，所述退火温度为480℃，退火时间为80分钟。
对于实施例1所得互感器铁芯进行直流磁性能测试，B-H磁滞回线图1所示。结果为：饱和磁感应强度Bs为1.17T，剩磁Br为0.000732T，矫顽力0.24A/m。
实施例2：
依次按照如下步骤进行：
a. 选取厚度18微米的纳米晶软磁合金剪切带材，带材牌号1k107，将纳米晶软磁合金带材在张力退火设备上进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力25Mpa、施张退火温度为520℃、施张带材运行速度为0.01m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成内径18mm、外径21.5mm、高6mm的铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯在连续退火炉中进行一次退火处理，所述退火温度为550℃，退火时间为30分钟。
对于实施例2所得互感器铁芯进行直流磁性能测试，B-H磁滞回线图2所示。结果为：饱和磁感应强度Bs为1.184T，剩磁Br为0.00603T，矫顽力2.925A/m。
实施例3：
依次按照如下步骤进行：
a. 选取厚度28微米的纳米晶软磁合金剪切带材，牌号1K107，将纳米晶软磁合金带材在张力退火设备上进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为60Mpa，施张退火温度为550℃、施张带材运行速度为0.05m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成内径18mm、外径21.5mm、高6mm的铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯在连续退火炉中进行一次退火处理，所述退火温度为500℃，退火时间为60分钟。
对于实施例3所得互感器铁芯进行直流磁性能测试，B-H磁滞回线图3所示。结果为：饱和磁感应强度Bs为0.9723T，剩磁Br为0.007005T，矫顽力0.7339A/m。
实施例4：
依次按照如下步骤进行：
a. 选取厚度25微米的纳米晶软磁合金剪切带材，牌号1K107，将纳米晶软磁合金带材在张力退火设备上进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为25Mpa、施张退火温度为670℃、施张带材运行速度为0.2m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成内径18mm、外径21.5mm、高6mm的铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯在连续退火炉中进行一次退火处理，所述退火温度为400℃，退火时间为120分钟。
对于实施例4所得互感器铁芯进行直流磁性能测试，B-H磁滞回线图4所示。结果为：饱和磁感应强度Bs为1.193T，剩磁Br为0.001867T，矫顽力0.2383A/m，恒导磁范围0~600A/m。
实施例5：
依次按照如下步骤进行：
a. 选取厚度28微米的纳米晶软磁合金剪切带材，牌号1K107，将纳米晶软磁合金带材在张力退火设备上进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为10Mpa、施张退火温度为550℃、施张带材运行速度为0.06m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成内径20mm、外径20.5mm、高6.5mm的铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯在连续退火炉中进行一次退火处理，所述退火温度为520℃，退火时间为80分钟。
对于实施例5所得互感器铁芯进行直流磁性能测试，B-H磁滞回线图5所示。结果为：饱和磁感应强度Bs为1.182T，剩磁Br为0.02506T，矫顽力1.669A/m。

Claims (1)

1.一种单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：
a. 将厚度为18~28微米的纳米晶软磁合金带材进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的施加张力为10~60Mpa、施张退火温度为520~670℃、施张带材运行速度为0.01~0.2m/s；
b. 将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成互感器铁芯；
c. 将缠绕好的铁芯再进行一次退火处理，所述退火温度为400~550℃，退火时间为30~120分钟。
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