CN2798268Y - 抗直流分量互感器用复合磁芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种抗直流分量互感器用复合磁芯，该复合磁芯由两种不同材质、不同性能的磁芯复合而成；其中，一种磁芯为具有高磁导率的软磁磁芯，另一种磁芯为恒导磁磁芯。所述两种磁芯上下排列，封装在一起，形成一个整体磁芯。利用本实用新型提供的复合磁芯制成的互感器不仅能够准确地检测交流信号，而且，还具有抗直流分量的特性；并且，利用本实用新型提供的复合磁芯制成的互感器能满足抗直流分量互感器的精度及线性度的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及制作互感器用的磁芯，具体地说，涉及一种用于制作抗直流分量互感器用的复合磁芯。
背景技术
传统的电流/电压互感器，其内部的磁芯均为单一材料制成，通常是由高磁导率的软磁材料制成。它只能检测和控制纯交流信号，并将检测到的交流信号转换成电流或电压信号输出。
随着电力电子技术的迅速发展，高频化、小型化、节能化的开关电源日益取代传统的线性电源，但随之带来的负面效果是产生较强的电磁干扰，这种干扰不仅影响与之配套的其它电子设备，同时对供电的电源系统也有较大的影响，使原有的正弦波发生畸变而且存在不同程度的直流分量。另外，当电源系统发生突发事件时，线路中也往往存在较大的直流分量。
但是，由于传统的电流/电压互感器只能检测和控制纯交流信号，一旦线路中出现交流和直流混合的信号，由于磁芯的磁饱和特性，这种用传统的单一材料----软磁材料制作的互感器便不能正常工作，不能准确地反映检测和控制的交流信号。
因此，人们迫切地需要一种具有抗直流分量功能的电流/电压互感器。在国外，出现了一种具有抗直流分量功能的互感器，它是由单一结构的钴基非晶恒导磁磁芯制成。这种互感器虽然具有抗直流分量的功能，但是由于制作互感器的恒导磁磁芯磁导率低，导致互感器交流误差大，通常还需要再通过补偿方式进行校正，使得互感器的制造成本提高，且性价比降低。
发明内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种性价比极高的、制作抗直流分量互感器用的复合磁芯。用该复合磁芯制作的互感器不仅具有抗直流分量的特性，而且，成本低，并能满足抗直流分量互感器的精度及线性度的要求。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种抗直流分量互感器用复合磁芯，其特征在于：该复合磁芯由两种不同材质、不同性能的磁芯复合而成；其中，一种磁芯为具有高磁导率的软磁磁芯，另一种磁芯为恒导磁磁芯；所述两种磁芯上下排列，封装在一起，形成一个整体磁芯。
所述高磁导率的软磁磁芯可以是硅钢磁芯、铁氧体磁芯、晶态坡莫合金磁芯、非晶及纳米晶磁芯。
所述恒导磁磁芯可以是硅钢、铁氧体、非晶态带气隙恒导磁磁芯或晶态、非晶态、磁粉芯等无气隙恒导磁磁芯。
由于本实用新型采用以上技术方案，即将两种不同材质、不同性能的磁芯即具有高磁导率的软磁磁芯和具有抗直流特性的恒导磁磁芯复合在一起，形成一个整体磁芯，使得复合后的磁芯即具有检测和控制纯交流信号的特性，又具有抗直流分量的特性。利用本实用新型提供的复合磁芯制成的互感器不仅能够准确地检测交流信号，而且，还具有抗直流分量的特性；并且，利用本实用新型提供的复合磁芯制成的互感器能满足抗直流分量互感器的精度及线性度的要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
图2为本实用新型内部剖视图
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型提供的用于制作抗直流分量互感器用的复合磁芯是由两种不同材质、不同性能的磁芯复合而成，一种为具有高磁导率的软磁磁芯1，另一种为恒导磁磁芯2；两种磁芯上下排列，封装在一个非屏蔽壳体3内。具有高磁导率的软磁磁芯1是用于检测和控制交流信号，使互感器达到使用要求。由于恒导磁磁芯具有抗直流特性，所以，恒导磁磁芯2是用于抗直流分量的，使互感器在直流分量存在的情况下，磁芯始终处于不饱和状态。
在本实用新型制作过程中，可以根据互感器的设计精度要求选择不同材质的软磁磁芯1；同时，根据直流分量的大小，选用具有不同磁导率和不同恒定磁场范围的恒导磁磁芯2。例如，软磁磁芯1可以是硅钢磁芯、铁氧体磁芯、晶态坡莫合金磁芯、非晶及纳米晶磁芯。恒导磁磁芯2可以是硅钢、铁氧体、非晶态带气隙恒导磁磁芯或晶态、非晶态、磁粉芯等无气隙恒导磁磁芯。
在制作复合磁芯时，上述两种不同材质、不同性能的磁芯大小要根据互感器使用性能的要求及尺寸限制等条件进行合理的搭配，两种磁芯大小可以相同，也可以不完全相同。
为了满足互感器制作工艺的要求，上述两种磁芯要封装在一起，形成一个整体磁芯。上述两种磁芯可以封装入同一磁芯保护壳体3内(如图1、图2所示)，也可以用其它方式例如整体表面喷涂、环氧树脂灌封等方式封装在一起。
下面通过实验说明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的互感器不仅具有抗直流分量的特性，而且，能满足抗直流分量互感器的精度及线性度的要求。
实施例一：制造型号为20(100)A/5mA，负载为10Ω的抗直流分量互感器。
首先，选择复合磁芯材料
软磁磁芯1：
尺寸(mm)：Φ27/19×4(外径×内径×高度)；
材质：高导磁FeCuNbSiB铁基纳米晶合金；
性能：起始磁导体μi(Hm＝lmOe)≥8万。
恒导磁磁芯2：
尺寸(mm)：Φ27/19×4(外径×内径×高度)；
材质：无气隙铁基非晶恒导磁合金；
性能：(1)磁导率μ＝1200～1300；
(2)恒定磁场范围0-10Oe。
然后，按照图1、图2所示，将上述两种磁芯封装在一起，形成一个尺寸为Φ27/19×8的整体复合磁芯。
最后，在该复合磁芯上缠绕外径为Φ0.15的铜线4000匝，具有抗直流分量的互感器就制作完成。
经实验证明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器，其精度及线性度完全符合要求。具体实验测得的性能指标如下：
| 额定电流I＝20A要求值(分)实测值(分) | 交流角差δ(分) | 直流误差 | |||
| 5％≤15’9.28 | 10％≤13’8.88 | 100％≤8’3.18 | 500％≤5’0.75 | ≤±2.5-1.96 | |
上述实验数据表明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器完全达到0.2级抗直流分量互感器的精度要求。
实施例二：制造型号为20(100)A/8mA，负载为10Ω的抗直流分量互感器。
首先，选择复合磁芯材料
软磁磁芯1：
尺寸(mm)：Φ30/20×3(外径×内径×高度)；
材质：高磁导率铁镍坡莫合金；
性能：起始磁导体μi(Hm＝lmOe)≥10万。
恒导磁磁芯2：
尺寸(mm)：Φ30/20×5(外径×内径×高度)；
材质：无气隙铁镍钴非晶恒导磁合金；
性能：(1)磁导率μ＝1200～1300；
(2)恒定磁场范围0-8Oe。
然后，按照图1、图2所示，将上述两种磁芯封装在一起，形成一个尺寸为Φ30/20×8的整体复合磁芯。
最后，在该复合磁芯上缠绕外径为Φ0.13的铜线2500匝，具有抗直流分量的互感器就制作完成。
经实验证明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器，其精度及线性度完全符合要求。具体实验测得的性能指标如下：
| 额定电流I＝20A要求值(分)实测值(分) | 交流角差δ(分) | 直流误差 | |||
| 5％≤20’16.5 | 20％≤15’12.1 | 100％≤10’6.2 | 500％≤5’2.3 | ≤±2.5-2.2 | |
上述实验数据表明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器完全达到0.2级抗直流分量互感器的精度要求。
实施例三：制造型号为10(60)A/5mA，负载为10Ω的抗直流分量互感器。
首先，选择复合磁芯材料
软磁磁芯1：
尺寸(mm)：Φ24/18×5(外径×内径×高度)；
材质：高导磁FeCuNbSiB铁基纳米晶合金；
性能：起始磁导体μi(Hm＝lmOe)≥8万。
恒导磁磁芯2：
尺寸(mm)：Φ24/18×5(外径×内径×高度)；
材质：无气隙铁基非晶恒导磁合金；
性能：(1)磁导率μ＝2000；
(2)恒定磁场范围0-6Oe。
然后，按照图1、图2所示，将上述两种磁芯封装在一起，形成一个尺寸为Φ24/18×10的整体复合磁芯。
最后，在该复合磁芯上缠绕外径为Φ0.13的铜线2500匝，具有抗直流分量的互感器就制作完成。
经实验证明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器，其精度及线性度完全符合要求。具体实验测得的性能指标如下：
| 额定电流I＝10A要求值(分)实测值(分) | 交流角差δ(分) | 直流误差 | |||
| 5％≤15’11.3 | 10％≤13’8.5 | 100％≤8’4.6 | 600％≤5’1.3 | ≤±2.5-1.85 | |
上述实验数据表明，利用本实用新型提供的复合磁芯制作的抗直流互感器完全达到0.2级抗直流分量互感器的精度要求。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型的保护范围并不局限于此。任何基于本实用新型技术方案上的等效变换均属于本实用新型保护范围之内。
Claims (4)
1、一种抗直流分量互感器用复合磁芯，其特征在于：
该复合磁芯由两种不同材质、不同性能的磁芯复合而成；其中，一种磁芯为具有高磁导率的软磁磁芯，另一种磁芯为恒导磁磁芯；
所述两种磁芯上下排列，封装在一起，形成一个整体磁芯。
2、根据权利要求1所述的抗直流分量互感器用复合磁芯，其特征在于：所述两种磁芯上下排列，封装在同一非屏蔽壳体内。
3、根据权利要求1或2所述的抗直流分量互感器用复合磁芯，其特征在于：所述高磁导率的软磁磁芯可以是硅钢磁芯、铁氧体磁芯、晶态坡莫合金磁芯、非晶及纳米晶磁芯。
4、根据权利要求1或2所述的抗直流分量互感器用复合磁芯，其特征在于：所述恒导磁磁芯可以是硅钢、铁氧体、非晶态带气隙恒导磁磁芯或晶态、非晶态、磁粉芯无气隙恒导磁磁芯。
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| CN 200420058608 CN2798268Y (zh) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | 抗直流分量互感器用复合磁芯 |
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| CN102568752A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-11 | 华为技术有限公司 | 电感构件及具有该电感构件的电子设备 |
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| CN104428850A (zh) * | 2012-07-06 | 2015-03-18 | 索尤若驱动有限及两合公司 | 电磁体,能够以电磁方式操纵的制动器和制动马达 |
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