CN210091883U - 一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁轭与铁轭配合的芯柱，所述芯柱包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片，所述芯柱的叠片方向与磁路走向垂直。本实用新型提出的铁基纳米晶合金磁芯，在保持铁基纳米晶材料高频低损耗特性的前提下，能够降低有效磁导率，从而解决铁基纳米晶磁芯在电抗器应用中的难题。
Description
技术领域
本实用新型涉及铁芯技术领域，特别是涉及一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯。
背景技术
铁基纳米晶合金是以Fe元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B等元素所构成的合金，经快速凝固工艺形成一种非晶态材料。热处理后获得直径20nm以下的微晶，弥散分布在非晶态集体上，通常被称为微晶、纳米晶材料。其具有优异的综合磁性能，高饱和磁密、高磁导率、低Hc，在高磁密下的高频损耗低。是目前市场上综合性能最好的软磁材料，广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器等电磁元件。
但其高磁导率也限制了铁基纳米晶的使用范围，通常的铁基纳米晶合金磁导率在1000以上。电抗元件中有时需要以较低的磁导率实现所需的电气性能，很多产品要求磁芯材料磁导率在100以内甚至更低。如果需要进一步降低纳米晶磁芯磁导率至要求数值，就需要将卷绕好的磁芯切割，通过气隙降低整体平均磁导率，如图1所示，为形成一段大气隙的结构。磁芯的气隙越大电抗器的漏磁就越严重，交变电流会产生交变磁场，泄露的交变磁场导致磁芯与绕组产生涡流损耗，也会对周围的器件造成电磁干扰，伴随着频率的提升涡流损耗与干扰会急剧增加，最终超过系统承受的极限。为了解决漏磁问题，通常会采取多段气隙，来减小单个气隙尺寸，如图2所示。这种多段做法在交变漏磁较小、频率较低时能够起到一定的作用。但是伴随着电磁器件的高频化、小型化的不断增高。气隙越小，铁芯的中高频交流工况越能满足要求，损耗更小，为了实现中高频交流工况使用，则需要多段更微小的气隙，然而受切割工艺的限制，通过切割技术无法达到更小的气隙，采用切割磁芯多段气隙的方法在工艺上有其极限，过多的切割会导致材料受损，造成不能使用，会带来更大的副作用。
目前，现有铁基纳米晶磁芯制作工艺(简称工艺A)为：带材卷绕--热处理--固化--切割。带材叠片走向与磁路一致，如图3所示(以图1所示的铁芯为例)。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯。
为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是：
一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁轭与铁轭配合的芯柱，所述芯柱包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片，所述芯柱的叠片方向与磁路走向垂直。
优选的，所述耐温绝缘片为耐温600℃以上的非金属材料。
优选的，所述耐温绝缘片是云母、硅酸铝、玻璃、陶瓷的一种。
本实用新型提出的铁基纳米晶合金磁芯，在保持铁基纳米晶材料高频低损耗特性的前提下，能够降低有效磁导率，从而解决铁基纳米晶磁芯在电抗器应用中的难题。
附图说明
图1所示为一种铁芯的结构示意图；
图2所示为另一种铁芯的结构示意图；
图3所示为现有铁芯带材叠片与磁路走向的示意图；
图4所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的轴测图；
图5所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的俯视图；
图6所示为本实用新型铁基纳米晶合金磁芯的芯柱的叠片结构图；
图7所示为图6的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图4-图5所示，本实用新型超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁基纳米晶带材所制作的铁轭1与铁轭1配合的芯柱2，它们要分别由铁基纳米晶独立制作成型，为分体式结构，在芯柱2上要包绕绕组(未示出)，其中铁轭1采用背景技术中所述的工艺A制作，芯柱2采用横向叠片的工艺制作，包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片3，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片4，芯柱2的带材叠片方向如图5所示，其中，芯柱2的制作工艺(简称工艺B)为：
1.切片：将铁基纳米晶带材切成所需的尺寸，形成纳米晶片3；
2.叠片:如图6-7所示，在若干片纳米晶片3叠在一起后插入耐温绝缘片4，从而利用所述的耐温绝缘片在纳米晶片之间形成均匀分布的微小气隙；
3.热处理：将最终的叠片在夹紧状态下进行热处理；
4.固化：制作成本实用新型的芯柱2。
需要说明的是，本实用新型中，所述耐温绝缘片4可以为云母、硅酸铝、玻璃、陶瓷等耐温600℃以上的非金属材料形成的薄片。
本实用新型的磁芯制成的电抗器，在中高频交变电流工况下极大降低体积、质量、损耗和对外的电磁干扰。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，包括有铁轭与铁轭配合的芯柱，其特征在于，所述芯柱包括多个叠放在一起的预切割成预定尺寸大小的纳米晶片，在相邻的纳米晶片之间夹装有相同尺寸大小的耐温绝缘片，所述芯柱的叠片方向与磁路走向垂直。
2.根据权利要求1所述超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，其特征在于，所述耐温绝缘片为耐温600℃以上的非金属材料。
3.根据权利要求1所述超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯，其特征在于，所述耐温绝缘片是云母、硅酸铝、玻璃、陶瓷的一种。
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|---|---|---|---|
| CN201921117387.3U CN210091883U (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯 |
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| CN201921117387.3U CN210091883U (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯 |
Publications (1)
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| CN201921117387.3U Active CN210091883U (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 一种超低磁导率的铁基纳米晶合金磁芯 |
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| CN (1) | CN210091883U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112117116A (zh) * | 2020-10-12 | 2020-12-22 | 深圳市新核瑞科技有限公司 | 铁基或镍基环形磁芯的制造方法 |
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2019
- 2019-07-17 CN CN201921117387.3U patent/CN210091883U/zh active Active
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