CN109983552A - 用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法 - Google Patents

用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109983552A
CN109983552A CN201780072539.XA CN201780072539A CN109983552A CN 109983552 A CN109983552 A CN 109983552A CN 201780072539 A CN201780072539 A CN 201780072539A CN 109983552 A CN109983552 A CN 109983552A
Authority
CN
China
Prior art keywords
core
base portion
core base
heat treatment
current transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780072539.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109983552B (zh
Inventor
罗元蒜
朴晋杓
金荣俊
高在俊
卓首亨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
C&N K K
Amosense Co Ltd
Original Assignee
C&N K K
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by C&N K K filed Critical C&N K K
Publication of CN109983552A publication Critical patent/CN109983552A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109983552B publication Critical patent/CN109983552B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15308Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15333Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/25Magnetic cores made from strips or ribbons
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0213Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers
    • H01F38/30Constructions
    • H01F2038/305Constructions with toroidal magnetic core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

提供了一种用于电流互感器的芯部及对该芯部的制造方法,其中形成高介电常数以便优化通过低电流下的磁感应的电力获取效率。所提供的制造用于电流互感器的芯部的方法通过以下步骤来制造用于电流互感器的芯部:卷绕金属带,在设定温度下对芯基部进行热处理,然后对芯基部进行浸渍、切割和抛光,其中,在热处理步骤期间对被插入至模具中的芯基部在第一设定温度下进行热处理以实现芯基部的形状之后,在第二设定温度下对与模具分离的芯基部进行热处理以制造用于具有高介电常数的电流互感器的芯部。

Description

用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法
技术领域
本发明的示例实施例涉及用于电流互感器的芯部及针对该芯部的制造方法,更具体地,涉及如下用于电流互感器的芯部以及针对该芯部的制造方法,所述芯部安装在电流互感器上,所述电流互感器安装在电力线上,以便利用磁感应现象获取电力并感测电流。
背景技术
近年来,随着对使用磁感应现象的供电方法的关注的增加,已经开发了各种类型的磁感应供电装置。
磁感应供电装置包括安装在有大电流流过的电力线例如传输线、配电线等上的电流互感器。磁感应供电装置将在电流互感器中获得的电力通过磁感应现象转换为直流电(DC)以将DC供给负载。
在这种情况下,为了通过磁感应现象获取电力,电流互感器包括用于围绕电力线的芯部和被卷绕在芯部上的线圈。
通常,通过卷绕工艺、热处理工艺和切割工艺来制造用于电流互感器的芯部。
然而,由于用于电流互感器的传统芯部经过了热处理工艺和切割工艺,因此存在电流互感器的传统芯部的磁导率降低至约3000的问题。
当用于电流互感器的芯部的磁导率形成为3000并且正常电力流过电力线时,可以获得负载所需的电力。然而,当低电流流过电力线时,电力获取效率降低,从而存在无法获得负载所需的电力的问题。
此外,随着磁导率的降低,用于电流互感器的芯部的电感减小,从而当用于电流互感器的芯部安装在电流互感器上时存在电力获取效率降低的问题。
因此,当低电流流过电力线时,用于电流互感器的芯部无法获得电力,从而存在无法获得所需电力的问题。
发明内容
【技术问题】
本发明的目的在于提供一种用于电流互感器的芯部及对该芯部的制造方法,所述芯部能够形成高介电常数以便优化通过低电流磁感应的电力获取效率。
也就是说,本发明的目的在于提供一种制造用于电流互感器的芯部的方法,所述芯部能够通过以下方法来提高低电流下的电力获取效率:在设定温度范围内的初步热处理形成形状,在高于在所述设定温度范围内的初步热处理的温度的温度下进行二次热处理,并通过浸渍、切割和抛光形成高介电常数特性。
【解决方案】
根据本发明的一个方面,制造用于电流互感器的芯部的方法包括:卷绕金属带以制造芯基部,在设定温度下对芯基部进行热处理,将经热处理的芯基部浸渍至浸渍溶液中,将浸渍至浸渍溶液中的芯基部进行切割以制造芯部,以及通过抛光来加工芯部的切割表面。
根据本发明的另一方面,用于电流互感器的芯部包括:上芯部,所述上芯部形成为使得半圆柱形基部的两端向下延伸并且在上芯部中形成有容纳槽;以及下芯部,所述下芯部形成为使得基部的两端在所述上芯部的方向上延伸,其中上芯部和下芯部中的每一个具有20000或大于20000的磁导率。上芯部和下芯部中的每一个可以由用Fe基磁性合金制成的纳米晶带形成。
【有益效果】
根据本公开内容的用于电流互感器的芯部及对该芯部的制造方法,通过在设定温度下对芯基部进行热处理,然后进行浸渍、切割和表面加工(即抛光)来制造用于电流互感器的芯部,使得达到能够制造具有20000或更高的介电常数的用于电流互感器的芯部并且使通过低电流下的磁感应的电力获取效率最大化的效果。
此外,根据本公开的用于电流互感器的芯部及对该芯部的制造方法,在芯基部插入至模具的状态下通过初步热处理形成形状,然后将所述芯基部与所述模具分离以经受二次热处理,使得达到以下效果:与在芯基部被插入至模具的状态下对芯基部进行热处理的相关技术相比,经过热处理的芯基部的磁导率可以形成为超过设定值(例如40000)。
附图说明
图1是用于描述根据本发明的实施例的制造用于电流互感器的芯部的方法的图。
图2是用于描述图1的金属带的卷绕的图。
图3至图6是用于描述图1的热处理的图。
图7至图9是用于描述经过图1的热处理和浸渍的芯基部的图。
图10至图12是用于描述图1的切割和切割表面加工的图。
图13和图14是用于描述根据本发明的实施例的用于制造电流互感器的芯部的方法中的最佳热处理条件的图。
图15是用于描述根据本发明的实施例的用于电流互感器的芯部的图。
图16是用于描述图15的上芯部的图。
图17和图18是用于描述图15的下芯部的图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图详细描述本发明的最优选实施例,以便于本领域技术人员容易地实践本发明的技术精神。在对附图的组件给出附图标记时,即使在不同的附图中示出相同的组件,相同的附图标记也被赋予相同的组件。此外,在本公开内容的以下描述中,如果确定本领域已知配置或功能的详细描述使本发明的主旨不清楚,则将省略其详细描述。
参考图1,制造用于互感器的芯部的方法通过卷绕金属带(S100)、插入至模具20(S200)、热处理(S300)、浸渍(S400)、切割(S500)以及加工切割表面(S600)来制造用于高介电常数的电流互感器的芯部。
在对金属带的卷绕(S100)中,具有预定厚度和预定宽度的金属带被卷绕。例如,在对金属带的卷绕(S100)中,两个辊彼此间隔布置,并且通过两个辊来卷绕金属带以制造芯基部10。即,在对金属带的卷绕(S100)中,通过轧制技术制造芯基部10。
例如,金属带是纳米晶带。可以将由Fe基磁性合金制成的薄板用作纳米晶带,并且可以将满足以下式1的合金用作Fe基磁性合金。
式1
Fe100-c-d-e-f-gAcDdEeSigBgZh
在式1中,A表示选自Cu和Au中的至少一种元素,D表示选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Ni、Co和稀土元素中的至少一种元素。E表示选自Mn、Mn、Al、Ga、Ge、In、Sn和铂族元素中的至少一种元素。Z表示选自C、N和P中的至少一种元素。c、d、e、f、g和h分别满足关系式0.01at%≤c≤8at%,0.01at%≤d≤10at%,0at%≤e≤10at%,10at%≤f≤25at%(,3at%≤g≤12at%,以及15at%≤f+g+h≤35at%。合金结构中的20%或大于20%的面积比由粒径为50nm或小于50nm的精细结构形成。
Fe-Si-B-Cu-Nb合金可用于制备纳米晶带。在这种情况下,Fe可以在73at%至80at%的范围内,Si和B的总和可以在15at%至26at%的范围内,并且Cu和Nb的总和可以在1at%至5at%的范围内。具有这种成分范围的非晶态合金可以通过下面描述的热处理容易地沉淀到纳米晶体中。
在对金属带的卷绕(S100)中,制造两端形成为半圆柱形状的矩形平行六面体芯基部10。参考图2,在芯基部10中形成矩形平行六面体形状的槽,所述槽两端形成为半圆柱形,使得芯基部10的横截面形成为椭圆形。
或者,在对金属带的卷绕(S100)中,可以通过将金属带卷绕在两端形成半圆柱形的矩形平行六面体形状的模具20上来制造芯基部10(即,具有椭圆形横截面的芯基部10)。
在对金属带的卷绕(S100)中,当卷绕金属带并因此在金属带之间形成气隙时,芯部的磁导率降低。
因此,在对金属带的卷绕(S100)中,通过轧制来卷绕金属带,以使金属带之间的气隙的形成最小化,如此防止磁导率的降低,从而防止芯特性的劣化。
在插入至模具20时(S200),将在对金属带的卷绕中所制造的芯基部10(S100)插入至模具20中。通过上述操作,在对芯基部10的热处理和浸渍期间,防止了芯基部10的形状变形。
在热处理(S300)中,对在对金属带(S100)的卷绕中所制造的芯基部10进行热处理。即,在热处理(S300)中,对芯基部10施加热以使芯基部10的密度均匀并保持芯基部10的饱和感应特性恒定。
在热处理(S300)中,进行热处理,使得温度在设定温度范围内的热被施加于插入至模具20(夹具)中的芯基部10。在这种情况下,在热处理(S300)中,将具有在约530℃至550℃的设定温度范围内的温度的热施加于芯基部10。
在热处理(S300)中,当芯基部10在被插入至模具20的状态下经受热处理时,应该施加于芯基部10的热被模具20吸收,从而没有正确执行热处理。
在芯基部10被插入至模具20的状态下测量芯基部10的磁导率,测量结果如图3所示。
参考图3,由于模具20的影响,芯基部10的磁导率被形成为在约48100至51800的范围内。
通常,当执行下面将描述的浸渍(S400)和切割(S500)时,由于电感下降现象导致磁导率降低,并且考虑到磁导率的降低,经过热处理(S300)的芯基部10的磁导率应该形成为约40000或大于40000。
也就是说,为了即使在低电流下也获得电力,最终的芯部的磁导率应该形成为大约20000或大于20000。因此,考虑到切割(S500)中的磁导率的劣化,经过浸渍(S400)的芯基部10的磁导率应形成为大约40000以上。
然而,当在约530℃的温度下进行热处理时,在被插入至模具20的状态下经过热处理的芯基部10的磁导率形成为大约51800。当在约540℃的温度下进行热处理时,芯基部10的磁导率形成为约51700。当在约550℃的温度下进行热处理时,芯基部10的磁导率形成为约48100。
在这种情况下,当芯基部10在被插入至模具20的状态下进行热处理和浸渍时,根据热处理温度,磁导率的降低发生在约46.6%至52.6%的范围内,使得根据热处理温度,芯基部10的磁导率形成为约24700、24900或25700。
参考图4,为了形成具有约40,000或大于40,000的磁导率的经过浸渍(S400)的芯基部10,通过热处理(S300)的初步热处理(S320)和二次热处理(S340)对芯基部10进行热处理。
参考图5,在初步热处理(S320)中,为了形成芯基部10的形状,将具有第一设定温度的热施加于被插入模具20中的芯基部10持续第一设定时间,从而形成芯基部10的形状。这里,第一设定时间设定为约30分钟或更短,且第一设定温度设定在约530℃至540℃的范围内。
参考图6,在二次热处理(S340)中,为了实现芯基部10的磁特性(即磁导率),将具有第二设定温度的热施加于从模具20移除的芯基部10持续第二设定时间,从而实现芯基部10的磁特性。在这种情况下,第二设定温度可以设定为高于第一设定温度的温度,第二设定时间可以设定为比所述第二设定时间更长的时间。这里,第二设定时间设定在约30分钟至90分钟的范围内,所述第二设定温度设定在约530℃至560℃的范围内。
例如,在初步热处理(S320)中,将温度为约540℃的热施加于被插入至模具20中的芯基部10持续约30分钟,从而形成芯基部10的形状。在二次热处理(S340)中,将具有约550℃温度的热施加于从模具20移除的芯基部10持续约90分钟,从而实现芯基部10的形状。
在浸渍(S400)中,将经过热处理的芯基部10浸渍至浸渍溶液中。即,在浸渍(S400)中,将芯基部10浸渍至浸渍溶液(例如,清漆浸渍溶液)中以使芯基部10的气隙最小化。因此,在浸渍(S400)中,形成具有在约40000至60000范围内的磁导率的芯基部10。
测量通过初步热处理(S320)和二次热处理(S340)而经受热处理的芯基部10的磁导率以及经受浸渍(S400)的芯基部100的磁导率,并且测量结果如图7和图8所示。
参考图7,在二次热处理(S340)中,经受约530℃的温度下的热处理的芯基部10的磁导率形成为约92600,经受约540℃的温度下的热处理的芯基部10的磁导率形成为约77000,经受约550℃的温度下的热处理的芯基部10的磁导率形成为约67700,以及经受约560℃的温度下的热处理的芯基部10的磁导率形成为约51600。
此后,根据热处理温度,经受浸渍(S400)的芯基部10的磁导率形成为约43300、55400、58300或45300,使得确认磁导率形成为满足经过浸渍(S400)的芯基部10的磁导率条件(即约40000或大于40000)。
同时,参考图8,当在热处理(S300)中在约530℃的温度下加热芯基部10时,形成最高的磁导率(和电感),并且随着热处理温度升高,磁导率(和电感)降低。即,芯基部10在热处理(S300)中在530℃的热处理温度下具有最高的磁导率(和电感),并且随着热处理温度逐渐升高至560℃,磁导率(和电感)减小。
这里,由于难以直接测量芯基部10的磁导率,因此测量了芯基部10的电感,并且使用所测量的电感计算出的磁导率如图4所示。
同时,由于电感下降现象,经过浸渍(S400)的芯基部10的磁导率比热处理(S300)后的磁导率降低。
在这种情况下,芯基部10根据热处理(S300)中的热处理温度具有不同的电感下降率。也就是说,随着热处理(S300)中的热处理温度从530℃上升至550℃,经过浸渍(S400)的芯基部10的磁导率增加,而当热处理温度等于或高于550℃的温度时,所述芯基部10的磁导率降低。
这意味着,随着热处理温度升高,电感下降率降低。因此,考虑到根据热处理温度的芯基部10的磁导率和电感下降率,当在大约550℃的温度下进行热处理时,可以制造出具有最高磁导率的芯基部10。
考虑到上述特性,为了形成具有最高磁导率的芯基部10,热处理(S300)的热处理温度(即第二设定温度)可以设定为约550℃。
为了确认以上描述,对经过其中热处理温度(即第二设定温度)被设定为约550℃的热处理(S300)的芯基部10的电感和在热处理步骤(S300)之后经受浸渍(S400)的芯基部10的电感重复测量10次,使用测量结果计算磁导率,并且计算出的磁导率如图5所示。
参考图9,经过热处理步骤(S300)和浸渍步骤(S400)的芯基部10的平均磁导率形成为约56180,使得约550℃的温度被确定为最理想的热处理温度。
在切割(S500)中,对经过热处理和浸渍的芯基部10进行切割以制造上芯部120和下芯部140。也就是说,参考图10,在切割(S500)中,芯基部10在垂直于卷绕方向的方向上被切割。在这种情况下,在切割(S500)中,可以通过对芯基部10的中心部分进行切割来将上芯部120和下芯部140制造为具有相同的尺寸,或者可选地,对偏到芯基部10的一端的位置进行切割以制造具有不同尺寸的上芯部120和下芯部140。
在表面加工(S600)中,对在切削(S500)中制造的上芯部120和下芯部140中的每一个的两个端部(即切割表面)进行加工。
参考图11,在切割(S500)中被切割的上芯部120和下芯部140中的每一个的切割表面形成为粗糙的。因此,当在切割步骤(S500)中被切割的上芯部120与下芯部140耦接时,可能产生间隙。
在这种情况下,当上芯部120和下芯部140在产生间隙的状态下被安装在电流互感器上时,由于当上芯部120被耦接至下芯部140时在切割表面之间出现的间隙,因此电压获取效率降低。
因此,在表面加工(S600)中,进行表面加工,以允许上芯部120和下芯部140中的一个的两个端面(即切割表面)对应于上芯部120和下芯部140中的另一个的两个端面。在这种情况下,在表面加工(S600)中,可以通过抛光对上芯部120和下芯部140中的每一个的两个端面进行加工。
分别对经过其中热处理温度(即第二设定温度)被设定为约550℃的热处理(S300)的芯基部10的电感、在热处理(S300)之后进行浸渍(S400)的芯基部10的电感、经过切割(S500)的芯基部10的电感、以及经过表面加工(S600)的芯基部10的电感进行测量,使用测量结果计算磁导率,并且计算出的磁导率如图12所示。
参考图12,经过浸渍(S400)的芯基部10的磁导率形成为约50000或大于50000,而通过切割(S500)被切割的芯部的磁导率由于表面(即切割表面)之间出现的间隙的影响而下降至约10000或小于10000。
因此,通过在表面加工(S600)中的抛光来减小芯部的表面(即彼此接触的切割面)之间的间隙,可以提高磁导率。
在通过表面加工(S600)来加工芯部的表面之后,芯部的磁导率形成为约20000或大于20000。当芯部安装在电流互感器上时通过机械装置向芯部施加恒定的力时,可以实现大约30000或大于30000的磁导率。
测量用于电流互感器的芯部100的B-H曲线,所述芯部通过在上述530℃、540℃和550℃的温度下进行热处理来制造成具有相似的磁导率,并且在每个用于电流互感器的芯部100安装在实际的电流互感器上并且在电力线中流过低电流(例如,0.4A或小于0.4A)的状态下,测量由每个用于电流互感器的芯部100引起的电功率,测量结果如图13和图14所示。
参考图13,经受530℃的温度下的热处理的用于电流互感器的芯部100的磁导率被形成为约18700,经受540℃的温度下的热处理的用于电流互感器的芯部100的磁导率形成为约18200,并且经受540℃的温度下的热处理的用于电流互感器的芯部100的磁导率形成为约18700,使得用于电流互感器的芯部100形成为具有类似的磁导率。此后,通过测量装置测量用于电流互感器的芯部100的B-H曲线,并且作为测量结果,用于电流互感器的芯部100具有相似的磁通密度值,但具有不同的矫顽力Hc值。
同时,参考图14,在用于电流互感器的芯部100中,经受约550℃的温度下的热处理的用于电流互感器的芯部100在低电流状态下形成最高的电功率感应比。
这意味着,当磁导率设定为彼此相等并且矫顽力Hc形成得更低时,电功率感应比增大。因此,用于制造具有最高电功率感应比的电流互感器的芯部100的最适宜温度为550℃。
参考图15,根据本公开的实施例的用于电流互感器的芯部100包括:被配置成容纳电力线200的上芯部120;以及下芯部140,在该下芯部140上安装有骨架320,在该骨架320上卷绕有线圈300。
在这种情况下,通过在约530℃至560℃的设定温度下进行热处理来制造用于电流互感器的芯部,并且形成约20000或大于20000的磁导率。
上芯部120设置在下芯部140上方,并且容纳电的容纳槽124形成在上芯部120中。上芯部120形成为部分地围绕电线的圆周的形状(例如,倒U形),从而使电力线200与芯部之间的分离空间最小化。在这种情况下,当电力线200容纳在上芯部120的容纳槽124中时,上芯部120的两端位于低于电力线200的中心位置的位置处(即更靠近下芯部140的位置处)。因此,电力线200完全容纳在形成于上芯部120中的容纳槽124中。
例如,参考图16,上芯部120包括上基部121、第一上延伸部122和第二上延伸部123。为了容易地描述上芯部120的形状,上芯部120将在下面描述为上基部120、第一上延伸部122和第二上延伸部123。然而,上芯部120为一体地形成。
上基部121形成为半圆柱形。在这种情况下,上基部121的横截面可以形成为四边形。其中容纳有电力线200的上容纳槽125在上基部121中形成为半圆柱形。在这种情况下,上容纳槽125部分地容纳电力线200(即,电力线200的一部分横截面)。
第一上延伸部122形成为从上基部121的一端沿向下方向(即下芯部140的方向)延伸。在这种情况下,第一上延伸部122的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状与上基部121的横截面的形状相同。
第二上延伸部123形成为从上基部121的另一端沿向下方向(即下芯部140的方向)延伸。在这种情况下,第二上延伸部123的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状与上基部121的横截面的形状相同。
同时,由于第一上延伸部122和第二上延伸部123从上基部121的两端延伸以彼此间隔开,因此容纳槽126在第一上延伸部122和第二上延伸部123之间形成为预定形状(例如,长方体形状)。在这种情况下,除了容纳在上容纳槽125中的电力线200的部分之外,下容纳槽126容纳电力线200的其余部分。
因此,在上芯部120中,容纳槽124形成为其中长方体形状的槽耦接到半圆柱形上槽的下部的结构。此时,电力线200的一半容纳在容纳槽124的上部(即,半圆柱形上部槽)中,并且电力线200的另一半容纳在容纳槽124的下部(即,长方体形状的槽)中。
下芯部140设置在上芯部120下方,并且下芯部140的两端与上芯部120的两端接触。下芯部140形成为上芯部120旋转180度(例如U形)的形状。在这种情况下,卷绕有线圈320的骨架300安装在下芯部140的两端中的至少一端上。这里,当下芯部140的一端穿过形成在骨架300中的凹槽时,骨架300安装在下芯部140上。
例如,参考图17,下芯部140包括下基部142,第一下延伸部144和第二下延伸部146。为了容易地描述下芯部140的形状,下芯部140将在下面描述为下基部142、第一下延伸部144和第二上延伸部146。然而,下芯部140为一体地形成。
下基部142形成为半圆柱形。在这种情况下,下基部142的横截面可以形成为四边形。
第一下延伸部144形成为从下基部142的一端沿向上方向(即上芯部120的方向)延伸。在这种情况下,第一下延伸部144的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状与下基部142的横截面的形状相同。第一下延伸部144的横截面可以形成为与上芯部120的横截面的形状相同的形状。
第二下延伸部146形成为从下基部142的另一端沿向上方向(即上芯部120的方向)延伸。在这种情况下,第二下延伸部146的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状与下基部142的横截面的形状相同。第二下延伸部146的横截面可以形成为与上芯部120的横截面的形状相同的形状。
在用于电流互感器的芯部100中,当骨架300安装在形成为U形的下芯部140上时,在下芯部140和骨架300之间形成分离空间,使得下芯部140和骨架300之间的粘附减少。
另外,在用于电流互感器的芯部100中,当骨架300安装在形成为U形的下芯部140上时,骨架300未安装在圆形部分(即下基部142)上,使得可安装在下芯部140上的骨架300的尺寸减小,并且线圈320的匝数由于骨架300尺寸的减小而减小。
因此,用于电流互感器的芯部100的电感减小,因此输出电压(即从电力线200获得的电压)减小。
因此,位于下芯部140的下部(即下基部142)的芯部可以形成为六面体形状,因此下部方向可以形成为直线形状。也就是说,由于用于电流互感器的芯部100的下部形成为直线形状,因此可安装在下芯部140上的骨架300的尺寸增加,并且线圈320的匝数由于骨架300尺寸的增加而增加。
因此,用于电流互感器的芯部100的电感增加,因此芯部100的输出电压(即从电力线200获得的电压)增加。
例如,参考图18,下芯部140包括下基部42、第一下延伸部144和第二下延伸部146,使得下芯部140可以形成为有角度的C形。
下基部142形成为长方体形状。在这种情况下,第一下延伸部144和第二下延伸部146可以形成在下基部142的两端,或者第一下延伸部144和第二下延伸部146可以形成在下基部142的一个表面的两个端部中。
第一下延伸部144形成为从下基部142的一个表面的一个端部沿向上方向(即上部120的方向)延伸。第一下延伸部144可以形成为从下基部142的一个端部向上延伸。在这种情况下,第一下延伸部144的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状的横截面与上芯部120的一个端部的端面相同的形状。
第一下延伸部144形成为六面体形状。第一下延伸部144的一端被耦接至下基部142的一个表面的一端或一个端部,或者第一下延伸部144的一个表面的一个端部被耦接至下基部142的一个表面的一端或一个端部。第一下延伸部144的另一端(即沿向上方向设置的一端)与上芯部120的一端接触。
第二下延伸部146形成为从下基部142的一个表面的另一个端部沿向上方向(即上芯部120的方向)延伸。第二下延伸部146可以形成为从下基部142的另一个端部向上延伸。在这种情况下,第二下延伸部146的横截面可以形成为六面体形状,所述六面体形状的横截面形成为与上芯部120的另一个端的端面相同的形状。
第二下延伸部146形成为六面体形状。第一下延伸部146的一端被耦接至下基部142的一个表面的另一端或另一端部,或者第一下延伸部146的一个表面的一个端部被耦接至下基部142的一个表面的另一端或另一端部。第二下延伸部146的另一端(即沿向上方向设置的一端)与上芯部120的另一端接触。
虽然已经描述了本发明的优选实施例,但是可以以各种形式修改这些实施例,并且本领域技术人员应该理解,在不偏离所附权利要求的范围的情况下,可以实践各种修改和替换。

Claims (10)

1.一种制造用于电流互感器的芯部的方法,所述方法包括:
卷绕金属带以制造芯基部;
在设定温度下对所述芯基部进行热处理;
将经热处理的芯基部浸渍至浸渍溶液中;
对浸渍在所述浸渍溶液中的所述芯基部进行切割以制造芯部;以及
通过抛光对所述芯部的切割表面进行加工。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,制造所述芯基部包括对由Fe基磁性合金制成的纳米晶带进行卷绕以制造所述芯基部。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,对所述芯基部进行热处理包括在第一设定温度下对被插入至模具中的所述芯基部进行热处理。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,对所述芯基部进行热处理包括将在530℃至540℃的范围内的温度设定为所述第一设定温度。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,对所述芯基部进行热处理还包括在第二设定温度下对与所述模具分离的所述芯基部进行热处理。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,对所述芯基部进行热处理还包括将在530℃至560℃的范围内的温度设定为所述第二设定温度。
7.根据权利要求1所述的方法,其中,在浸渍之后,所述芯基部的磁导率形成为40000或者大于40000。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,在对所述切割表面进行加工之后,所述芯部的磁导率形成为20000或者大于20000。
9.一种用于电流互感器的芯部,包括:
上芯部,形成为使得半圆柱形基部的两端向下延伸并且在所述上芯部中形成有容纳槽;和
下芯部,形成为使得基部的两端沿所述上芯部的方向延伸,
其中,所述上芯部和所述下芯部中的每一个具有20000或大于20000的磁导率。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述上芯部和所述下芯部中的每一个由用Fe基磁性合金制成的纳米晶带形成。
CN201780072539.XA 2016-10-27 2017-10-24 用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法 Active CN109983552B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0141240 2016-10-27
KR1020160141240A KR101977039B1 (ko) 2016-10-27 2016-10-27 변류기용 코어 및 이의 제조 방법
PCT/KR2017/011755 WO2018080129A1 (ko) 2016-10-27 2017-10-24 변류기용 코어 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109983552A true CN109983552A (zh) 2019-07-05
CN109983552B CN109983552B (zh) 2021-07-16

Family

ID=62025152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780072539.XA Active CN109983552B (zh) 2016-10-27 2017-10-24 用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11322300B2 (zh)
KR (1) KR101977039B1 (zh)
CN (1) CN109983552B (zh)
WO (1) WO2018080129A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112927909A (zh) * 2021-01-26 2021-06-08 佛山市中研非晶科技股份有限公司 开启式互感器的磁芯制备方法及其应用的定型外模结构
CN113257559A (zh) * 2021-04-16 2021-08-13 青县择明朗熙电子器件有限公司 纳米晶环型切割铁芯的制作工艺

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11152152B2 (en) * 2018-12-03 2021-10-19 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Fabrication process to produce a toroidal current transformer
US11662369B2 (en) 2021-10-11 2023-05-30 Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Polymeric mounting suspension for a split core current transformer

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0927412A (ja) * 1995-07-12 1997-01-28 Hitachi Metals Ltd カットコアおよびその製造方法
JP2000232014A (ja) * 1999-02-12 2000-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合磁性材料の製造方法
KR20050021709A (ko) * 2003-08-25 2005-03-07 재단법인 포항산업과학연구원 복합 비정질 코어
KR100494250B1 (ko) * 1999-02-10 2005-06-13 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 복합 자성체
CN104451071A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 北京冶科磁性材料有限公司 一种低损耗中高频铁基纳米晶变压器铁芯的热处理方法
WO2015160120A1 (ko) * 2014-04-15 2015-10-22 ㈜테라에너지시스템 분리형 전력용 전자기 유도 장치의 제조 방법
CN105428053A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 佛山市中研非晶科技股份有限公司 精密制备高导磁率纳米晶磁芯的方法
CN106024321A (zh) * 2016-06-16 2016-10-12 秦皇岛市燕秦纳米科技有限公司 低噪音cd型铁心、变压器及铁心制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56134725A (en) * 1981-03-04 1981-10-21 Kasuga Denki Kk Rustproofing of laminated core
JPS60182120A (ja) * 1984-02-28 1985-09-17 Toshiba Corp 巻鉄心の製造方法
JP2698369B2 (ja) * 1988-03-23 1998-01-19 日立金属株式会社 低周波トランス用合金並びにこれを用いた低周波トランス
US6348275B1 (en) * 1998-11-06 2002-02-19 Honeywell International Inc. Bulk amorphous metal magnetic component
JP4636365B2 (ja) * 2004-07-05 2011-02-23 日立金属株式会社 Fe基非晶質合金薄帯および磁心体
EP1724792A1 (fr) * 2005-05-20 2006-11-22 Imphy Alloys Procédé de fabrication d'une bande en matériau nanocristallin et dispositif de fabrication d'un tore enroulé à partir de cette bande
KR101197234B1 (ko) * 2011-04-08 2012-11-02 주식회사 아모그린텍 비정질 금속 코어와, 이를 이용한 유도장치 및 그 제조방법
US20150343525A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Hyundai Heavy Industries Co., Ltd Method for centrifugal casting of motor rotor
KR101946972B1 (ko) * 2016-08-05 2019-02-12 주식회사 아모센스 변류기용 코어
CN107779562A (zh) * 2016-08-24 2018-03-09 鲁军 一种模仁热处理工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0927412A (ja) * 1995-07-12 1997-01-28 Hitachi Metals Ltd カットコアおよびその製造方法
KR100494250B1 (ko) * 1999-02-10 2005-06-13 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 복합 자성체
JP2000232014A (ja) * 1999-02-12 2000-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合磁性材料の製造方法
KR20050021709A (ko) * 2003-08-25 2005-03-07 재단법인 포항산업과학연구원 복합 비정질 코어
WO2015160120A1 (ko) * 2014-04-15 2015-10-22 ㈜테라에너지시스템 분리형 전력용 전자기 유도 장치의 제조 방법
CN104451071A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 北京冶科磁性材料有限公司 一种低损耗中高频铁基纳米晶变压器铁芯的热处理方法
CN105428053A (zh) * 2015-12-30 2016-03-23 佛山市中研非晶科技股份有限公司 精密制备高导磁率纳米晶磁芯的方法
CN106024321A (zh) * 2016-06-16 2016-10-12 秦皇岛市燕秦纳米科技有限公司 低噪音cd型铁心、变压器及铁心制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112927909A (zh) * 2021-01-26 2021-06-08 佛山市中研非晶科技股份有限公司 开启式互感器的磁芯制备方法及其应用的定型外模结构
CN113257559A (zh) * 2021-04-16 2021-08-13 青县择明朗熙电子器件有限公司 纳米晶环型切割铁芯的制作工艺

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180046234A (ko) 2018-05-08
CN109983552B (zh) 2021-07-16
KR101977039B1 (ko) 2019-05-10
US20200335276A1 (en) 2020-10-22
WO2018080129A1 (ko) 2018-05-03
US11322300B2 (en) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109983552A (zh) 用于电流互感器的芯部及该芯部的制造方法
CN1735948B (zh) 大块非晶体金属感应装置
CN107109562B (zh) Fe基软磁性合金薄带以及使用其的磁心
JP6517139B2 (ja) 位置依存性の透磁率を有する軟磁性コア
JP6860486B2 (ja) ナノ結晶質の磁性合金をベースとする磁心
CN102290204A (zh) 用于构造低铁芯损耗大块非晶体金属磁性部件的方法
US20200013550A1 (en) Method of manufacturing separable electromagnetic inductive apparatus for power
CN102576592A (zh) 压粉铁心及其制备方法
Azuma et al. Core loss in toroidal cores based on Fe-based amorphous Metglas 2605HB1 alloy
EP3157021B1 (en) Method for producing fe-based nanocrystalline alloy core
JP2016054287A (ja) コア及びこれを用いたコイル装置
WO2014167571A1 (en) Three-phase chokes and methods of manufacturing thereof
US20240153686A1 (en) Wound magnetic core, alloy core, and method for manufacturing wound magnetic core
KR102564722B1 (ko) 변류기용 코어 및 이의 제조 방법
CN109791835A (zh) 用于电流互感器的磁芯
Byerly et al. Permeability engineered soft magnetics for power dense energy conversion
JP6706729B2 (ja) 三相インダクタ及びその製造方法
Luciano et al. Some design considerations on industrial applications of amorphous and nanocrystalline alloys
Schulz et al. Development and application of amorphous core-distribution transformers in Québec
KR20140065524A (ko) 표면 확장 나선 와이어 트랜스포머의 제조 방법
Perov et al. Comparison of Magnetostatic and Magnetoimpedance Properties for Amorphous Ribbons, Wires and Glass-Coated Microwires
CN114551078A (zh) 一种具有宽频恒电感值特性的纳米晶合金铁芯的制备装置和方法
EP2286422A1 (en) Magnetic core for electric current sensors
CN108597791A (zh) 电抗器及其制造方法
KR20180093766A (ko) 전기 레인지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant