KR20230063544A - Method for manufacturing magnetic core for transformer, air gap composition for the magnetic core and the magnetic core with air gap - Google Patents

Method for manufacturing magnetic core for transformer, air gap composition for the magnetic core and the magnetic core with air gap Download PDF

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KR20230063544A
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Abstract

본 발명은 하부 펀치 상에 코어 조성물 분말 및 비자성의 에어갭(air gap) 조성물 분말을 순차적으로 적층하여 자성체 코어의 내측 요크를 형성시키는 단계, 상기 하부 펀치 및 상기 내측 요크 상에 상기 코어 조성물 분말을 적층하여 상기 내측 요크와 평행하게 이격된 외측 요크 및 상기 외측 요크의 길이 방향에 수직한 레그를 형성시키는 단계 및 상부 펀치에 의해 상기 레그를 가압하는 단계를 포함하는 변압기용 자성체 코어 제조 방법으로서, 본 발명에 의하면, 조립이나 소재 가공을 통하지 않고 자성체 코어에 에어갭을 형성 가능하다.The present invention comprises the steps of sequentially stacking the core composition powder and the non-magnetic air gap composition powder on the lower punch to form the inner yoke of the magnetic core, the core composition powder on the lower punch and the inner yoke. A method for manufacturing a magnetic core for a transformer comprising the steps of forming an outer yoke spaced apart in parallel with the inner yoke and a leg perpendicular to the longitudinal direction of the outer yoke by stacking and pressing the leg by an upper punch, According to the present invention, an air gap can be formed in a magnetic core without assembly or material processing.

Description

변압기용 자성체 코어 제조 방법, 자성체 코어용 에어갭 조성물 분말 및 에어갭이 형성된 변압기용 자성체 코어{METHOD FOR MANUFACTURING MAGNETIC CORE FOR TRANSFORMER, AIR GAP COMPOSITION FOR THE MAGNETIC CORE AND THE MAGNETIC CORE WITH AIR GAP}Method for manufacturing magnetic core for transformer, air gap composition powder for magnetic core, and magnetic core for transformer with air gap formed

본 발명은 변압기용 자성체 코어를 제조하는 방법, 에어갭이 형성된 자성체 코어와 그 자성체 코어 제조를 위한 에어갭 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic core for a transformer, a magnetic core having an air gap, and an air gap composition for manufacturing the magnetic core.

변압기(transformer)는 전자기 유도현상을 이용하여 교류의 전압 및 전류의 크기를 변화시키는 변환 장치이며, 소형의 전자 기기에서부터 대형의 변전 설비 또는 송전 설비까지 널리 사용되고 있다.A transformer is a conversion device that changes the magnitude of voltage and current of alternating current by using electromagnetic induction, and is widely used from small electronic devices to large-scale substation facilities or power transmission facilities.

일반적으로, 변압기는 자성체 코어의 둘레에 복수 개의 코일이 감겨진 구조로 형성되며, 한 쪽의 코일로 전력이 입력된 후 다른 쪽의 코일로 전력이 출력되는 방식이다.In general, a transformer has a structure in which a plurality of coils are wound around a magnetic core, and power is input to one coil and then power is output to the other coil.

코어를 구성하는 자성 재료는 일정 부하부터는 자성 특성이 포화되어 열이 발생하고 그 자성 재료로서 기능을 하지 못하게 된다.The magnetic material constituting the core is saturated with magnetic properties from a certain load, and heat is generated, and the magnetic material ceases to function.

이에 한계 부하를 늘리려는 기술이 필요하며, 대표적인 방법은 도 1과 같이 자성체 코어(magnetic core)에 에어갭(airgap)을 임의로 만드는 것이다.Accordingly, a technique for increasing the limit load is required, and a typical method is to arbitrarily create an airgap in a magnetic core as shown in FIG. 1 .

즉, 도 2 및 도 3에서 확인되는 바와 같이 airgap을 통해서, 자속 누설(flux leakage)을 만들어 재료의 포화가 늦도록 만드는 것이다.That is, as shown in FIGS. 2 and 3 , through the airgap, flux leakage is made so that saturation of the material is delayed.

자속 누설에 의해 B-H curve의 기울기가 낮아지기 때문에, 더 넓은 외부자계(H;magnetic field) 또는 전류부하에서도 자성 특성의 변화(기울기 dB/dH or dB/dI)의 효과를 획득할 수 있다.Since the slope of the B-H curve is lowered by magnetic flux leakage, the effect of a change in magnetic characteristics (slope dB/dH or dB/dI) can be obtained even in a wider external magnetic field (H) or current load.

이 같은 에어갭을 임의로 만들기 위한 선행기술 일본등록특허 제5987847호는 각각 분리된 자성체 구조물 간에 접착제를 사용하여 진동 내구 등에 유리하다. 그러나, 조립 공정수가 많아 작업성에 어려움이 있고, 일정한 간격으로 조립해야하므로 정밀도가 떨어질 가능성이 있다.Prior art Japanese Patent Registration No. 5987847 for making such an air gap arbitrarily uses an adhesive between each separated magnetic structure, which is advantageous for vibration durability. However, since the number of assembly steps is large, workability is difficult, and since assembly must be performed at regular intervals, precision may be reduced.

그리고, 선행기술 한국공개특허 제10-2019-0026323호의 경우는 두꺼운 살 부분을 얇게 만드는 방법으로 gap을 형성하였다. 이 방법의 경우는 규소강판 같은 판재는 제조가 간편하다. 그러나, 진동 및 조립시에 파손 우려가 있고, 얇은 부분에 자속이 집중되어 포화되기가 쉽다. 그리고 변압기 대표 소재인 자성체 등 성형/소결 방식에는 저러한 얇은 살을 구현하기 매우 어렵다.And, in the case of prior art Korea Patent Publication No. 10-2019-0026323, a gap was formed by making the thick flesh part thin. In the case of this method, it is easy to manufacture a plate material such as a silicon steel plate. However, there is a risk of damage during vibration and assembly, and magnetic flux is concentrated in a thin portion and is easily saturated. In addition, it is very difficult to realize such thin skin in molding/sintering methods such as magnetic materials, which are representative materials of transformers.

이와 같이 선행 기술들은 airgap을 변압기/인덕터 코어에 구조적으로 부여함으로 그 목적을 달성하였으나, 제조 작업성이 떨어지거나 파손 위험이 있어 양산 제조에는 한계가 있다.In this way, the prior art has achieved its purpose by structurally imparting an airgap to the transformer/inductor core, but there is a limit to mass production due to poor manufacturing workability or risk of damage.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.Matters described in the background art above are intended to aid understanding of the background of the invention, and may include matters other than those of the prior art already known to those skilled in the art.

일본등록특허 제5987847호Japanese Patent Registration No. 5987847 한국공개특허 제10-2019-0026323호Korean Patent Publication No. 10-2019-0026323

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 조립이나 소재 가공을 통하지 않고 에어갭을 형성하기 위한 변압기용 자성체 코어 제조 방법, 자성체 코어용 에어갭 조성물 및 에어갭이 형성된 자성체 코어를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the present invention provides a method for manufacturing a magnetic core for a transformer, an air gap composition for a magnetic core, and a magnetic core with an air gap for forming an air gap without assembling or material processing. Its purpose is to provide

본 발명의 일 관점에 의한 변압기용 자성체 코어 제조 방법은, 하부 펀치 상에 코어 조성물 분말 및 비자성의 에어갭(air gap) 조성물 분말을 순차적으로 적층하여 자성체 코어의 내측 요크를 형성시키는 단계, 상기 하부 펀치 및 상기 내측 요크 상에 상기 코어 조성물 분말을 적층하여 상기 내측 요크와 평행하게 이격된 외측 요크 및 상기 외측 요크의 길이 방향에 수직한 레그를 형성시키는 단계 및 상부 펀치에 의해 상기 레그를 가압하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a magnetic core for a transformer according to one aspect of the present invention includes forming an inner yoke of a magnetic core by sequentially stacking a core composition powder and a non-magnetic air gap composition powder on a lower punch, the lower Laminating the core composition powder on a punch and the inner yoke to form an outer yoke spaced apart in parallel with the inner yoke and a leg perpendicular to the longitudinal direction of the outer yoke and pressing the leg by an upper punch includes

여기서, 상기 내측 요크를 형성시키는 단계는 상기 에어갭 조성물 분말을 1mm 이상의 두께로 적층하는 것을 특징으로 한다.Here, the forming of the inner yoke is characterized in that the air gap composition powder is laminated to a thickness of 1 mm or more.

한편, 상기 에어갭 조성물 분말은 ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the air gap composition powder is characterized in that any one or a mixture of two or more of ZnO, BaTiO 3 , and CuO.

구체적으로, 상기 에어갭 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the air gap composition powder is characterized by including 75 wt% or more to 100 wt% or less of ZnO and 0 wt% or more to 30 wt% or less of CuO based on total wt%.

또는, 상기 에어갭 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, the air gap composition powder is characterized in that it includes more than 55 wt% of BaTiO 3 to less than 75 wt% and more than 25 wt% of CuO to less than 45 wt% based on total wt%.

나아가, 상기 코어 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 MnO 30wt% 이하, ZnO 20wt% 이하 및 잔량의 Fe2O3를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the core composition powder is characterized in that it comprises 30wt% or less of MnO, 20wt% or less of ZnO, and the balance of Fe 2 O 3 based on the total wt%.

그리고, 상기 에어갭 조성물 분말의 수축률은 15% 이상 20% 이하인 것을 특징으로 한다.And, the shrinkage rate of the air gap composition powder is 15% or more and 20% or less.

또한, 상기 내측 요크를 형성시키는 단계는 상기 코어 조성물 분말 및 상기 에어갭 조성물 분말을 각각 2회 이상 교번하여 적층하는 것을 특징으로 한다.In the forming of the inner yoke, the core composition powder and the air gap composition powder are alternately laminated two or more times, respectively.

다음, 본 발명의 일 관점에 의한 변압기용 자성체 코어는, 자성 재질의 레그, 상기 레그의 양 단부로부터 절곡된 자성 재질의 외측 요크 및 상기 레그의 중단부로부터 절곡된 내측 요크를 포함하고, 상기 내측 요크에는 비자성의 에어갭(air gap) 부가 층을 이뤄 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.Next, a magnetic core for a transformer according to one aspect of the present invention includes a leg made of a magnetic material, an outer yoke made of a magnetic material bent from both ends of the leg, and an inner yoke bent from the middle part of the leg, It is characterized in that the yoke is integrally formed with a non-magnetic air gap layer.

그리고, 상기 에어갭 부의 두께는 1mm 이상인 것을 특징으로 한다.And, the thickness of the air gap portion is characterized in that 1mm or more.

한편, 상기 에어갭 부는 ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the air gap part is formed by mixing any one or two or more of ZnO, BaTiO 3 , and CuO.

구체적으로, 상기 에어갭 부는 전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.Specifically, the air gap portion is characterized in that it is formed by mixing 75 wt% or more to 100 wt% or less of ZnO and 0 wt% or more to 30 wt% or less of CuO based on the total wt%.

또는, 상기 에어갭 부는 전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 한다.Alternatively, the air gap portion is characterized in that it is formed by mixing BaTiO 3 in an amount of more than 55 wt% to less than 75 wt% and CuO in an amount of 25 wt% to 45 wt% based on the total wt%.

나아가, 상기 자성 재질은 전체 wt%를 기준으로 MnO 30wt% 이하, ZnO 20wt% 이하 및 잔량의 Fe2O3를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the magnetic material is characterized by including 30 wt% or less of MnO, 20 wt% or less of ZnO, and a balance of Fe 2 O 3 based on the total wt%.

한편, 상기 에어갭 부는 복수 개의 층이 서로 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.Meanwhile, the air gap portion is characterized in that a plurality of layers are formed to be spaced apart from each other.

다음으로, 본 발명의 자성체 코어용 에어갭 조성물은, ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 한다.Next, the air gap composition for a magnetic core according to the present invention is characterized in that any one or a mixture of two or more of ZnO, BaTiO 3 , and CuO is used.

나아가, 전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, it is characterized in that it comprises 75 wt% or more to 100 wt% or less of ZnO and 0 wt% or more to 30 wt% or less of CuO based on the total wt%.

또는, 전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 한다.Alternatively, BaTiO 3 is characterized in that it comprises more than 55 wt% to 75 wt% or less and CuO 25 wt% to 45 wt% based on the total wt%.

본 발명의 제조 방법에 의하면 소재를 가공하거나 조립 등에 의하지 않고 에어갭이 형성된 자성체 코어를 일체로 제조 가능하게 한다.According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to integrally manufacture a magnetic core with an air gap without processing materials or assembling.

따라서, 제조 작업성이 향상되고 파손 위험이 보완되어 양산 제조 가능하게 한다.Therefore, manufacturing workability is improved and the risk of breakage is compensated to enable mass production.

그럼에도 자속 누설을 통해 자성체 포화를 지연시킬 수 있다.Nevertheless, magnetic body saturation can be delayed through magnetic flux leakage.

도 1은 종래의 에어갭이 형성된 자성체 코어를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 에어갭에 따른 B-H curve를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성체 코어를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성체 코어 제조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.
도 13은 자성체 코어 조성의 함량에 따른 특성을 나타낸 것이다.
도 14는 자성체 코어 조성물의 제조 방법을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성체 코어 쌍을 개략적으로 도시한 것이다.
도 16 내지 도 21은 도 15의 실시예에 의한 각 조건에 따른 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 다른 실시예의 자성체 코어에 의한 각 조건에 따른 실험 결과를 나타낸 것이다.
1 shows a conventional magnetic core in which an air gap is formed.
2 and 3 show BH curves according to air gaps.
4 schematically illustrates a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
5 to 12 sequentially illustrate a method for manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.
13 shows the characteristics according to the content of the magnetic core composition.
14 illustrates a method of manufacturing a magnetic core composition.
15 schematically illustrates a pair of magnetic cores according to an embodiment of the present invention.
16 to 21 show experimental results according to each condition according to the embodiment of FIG. 15 .
22 to 24 show experimental results according to each condition by the magnetic core of another embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention and the advantages in operation of the present invention and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.In describing the preferred embodiments of the present invention, known techniques or repetitive descriptions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be reduced or omitted.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성체 코어를 개략적으로 도시한 것이고, 도 5 내지 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 자성체 코어 제조 방법을 순차적으로 도시한 것이다.4 schematically illustrates a magnetic core according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 to 12 sequentially illustrate a method of manufacturing a magnetic core according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 4 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 변압기용 자성체 코어 제조 방법, 자성체 코어용 에어갭 조성물 및 에어갭이 형성된 자성체 코어를 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a magnetic core for a transformer, an air gap composition for a magnetic core, and a magnetic core with an air gap according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 12 .

본 발명의 자성체 코어(101)는 도 4와 같은 예를 들어 E형 코어 한 쌍이 결합된 형태로 구성될 수 있다.The magnetic core 101 of the present invention may be configured in a form in which, for example, a pair of E-type cores are combined as shown in FIG. 4 .

하나의 자성체 코어(101)는 도시와 같이 레그(110), 레그(110)의 양 단부로부터 수직하게 절곡된 외측 요크(120), 레그(110)의 중단부로부터 수직하게 절곡된 내측 요크(130)로 구성될 수 있으며, 외측 요크(120), 내측 요크(130)는 평행할 수 있다.One magnetic core 101 includes a leg 110, an outer yoke 120 vertically bent from both ends of the leg 110, and an inner yoke 130 vertically bent from the middle portion of the leg 110, as shown in the drawing. ), and the outer yoke 120 and the inner yoke 130 may be parallel.

이러한 자성체 코어는 Mn 페라이트 모재로 구성될 수 있으며, 본 발명은 도시와 같이 내측 요크(130)에 에어갭 부(131)가 층을 이뤄 일체로 형성되며, 에어갭 부(131)는 일정한 두께를 가지며, 복수 층이 이격되어 형성될 수 있다.Such a magnetic core may be composed of a Mn ferrite base material, and in the present invention, as shown in the drawing, the air gap part 131 is integrally formed in layers on the inner yoke 130, and the air gap part 131 has a certain thickness. It has a plurality of layers may be formed spaced apart.

이와 같이 에어갭 부가 일체로 형성된 자성체 코어(101)는 자성체 코어를 구성하는 코어 조성물과 에어갭 부를 형성하는 에어갭 조성물의 이종 재질을 동시에 주조하여 일체로 제조한다.In this way, the magnetic core 101 integrally formed with the air gap portion is integrally manufactured by simultaneously casting different materials of the core composition constituting the magnetic core and the air gap composition forming the air gap portion.

도 5와 같이 금형 장치와, 금형 장치에 코어 조성물과 에어갭 조성물 분말을 투입하기 위해 코어 조성물 투입부(21)와 에어갭 조성물 투입부(22)를 포함하는 분말 투입장치(20, feed shoe)를 이용하여 본 발명의 자성체 코어를 제조할 수 있다.As shown in FIG. 5, a powder input device (20, feed shoe) including a mold device and a core composition input unit 21 and an air gap composition input unit 22 for injecting the core composition and the air gap composition powder into the mold unit. The magnetic core of the present invention can be manufactured by using.

코어 조성물 투입부(21)와 에어갭 조성물 투입부(22)는 각각 분말 충진 용기와 연결되어, 제어에 따라서 필요한 만큼의 이종의 분말을 각각 투입할 수 있게 한다.The core composition input unit 21 and the air gap composition input unit 22 are connected to the powder filling container, respectively, so that different types of powder can be input according to the control.

금형장치는 최종 성형체 형상에 맞게 만들어지되, 분말 투입장치(20)의 수평 운동에 의해 코어 조성물 분말 및 에어갭 조성물 분말이 순차적으로 채워진다.The mold device is made to fit the shape of the final molded body, and the core composition powder and the air gap composition powder are sequentially filled by the horizontal motion of the powder injector 20.

이때, 분말 투입장치(20)가 분말을 공급할 때 모재 및 airgap 형성물이 정확한 구역에 양호하게 위치할 수 있도록 하부 펀치의 일부가 수직 이동할 수 있다.At this time, when the powder input device 20 supplies the powder, a part of the lower punch may move vertically so that the base material and the airgap formation can be well positioned in an accurate area.

즉, 도 5와 같이 제1 하부 펀치(11)만 하강된 상태에서 도 6과 같이 분말 투입장치(20)가 제1 하부 펀치(11) 상부에 위치하고, 코어 조성물 투입부(21)를 통해서 제1 하부 펀치(11) 상면에 코어 조성물 분말(31)을 안착시킨다.That is, as shown in FIG. 5, in a state in which only the first lower punch 11 is lowered, as shown in FIG. 6, the powder input device 20 is located above the first lower punch 11 and passes through the core composition input unit 21. 1 Place the core composition powder 31 on the upper surface of the lower punch 11.

그런 다음, 도 7과 같이 에어갭 조성물 투입부(22)를 통해서 안착된 코어 조성물 상에 에어갭 조성물(32)을 투입, 안착시켜 층을 형성시킨다.Then, as shown in FIG. 7 , the airgap composition 32 is injected and seated on the core composition seated through the airgap composition inlet 22 to form a layer.

도 8과 같이 코어 조성물 투입부(21)를 통해 다음 층의 코어 조성물 분말(33)을 투입시키고, 도 9와 같이 에어갭 조성물 투입부(22)를 통해 다음 층의 에어갭 조성물 분말(34)을 투입시켜 예시와 같은 두 개의 에어갭 부(131)가 내측 요크(130)에 형성되게 한다.As shown in FIG. 8, the core composition powder 33 of the next layer is introduced through the core composition inlet 21, and the air gap composition powder 34 of the next layer is introduced through the air gap composition inlet 22 as shown in FIG. is injected so that two air gap parts 131 as in the example are formed on the inner yoke 130.

코어 조성물 투입부(21)와 에어갭 조성물 투입부(22)에 의해 분말을 번갈아가며 투입하기 위해 위 동작 간에 분말 투입장치(20)는 수평 방향으로 도시상 우측 및 좌측으로 이동하며 순차적으로 적층시킨다.In order to alternately inject the powder by the core composition inlet 21 and the air gap composition inlet 22, the powder injector 20 moves to the right and left in the horizontal direction and sequentially stacks them during the above operations. .

여기서는 에어갭 부가 두 개의 층으로 구성하는 제조 방법을 예로 들었으나, 하나의 층이거나 셋 이상의 층으로 구성될 수 있다.Here, a manufacturing method in which the air gap part is composed of two layers is exemplified, but it may be composed of one layer or three or more layers.

또한, 에어갭 부가 형성하는 평면은 내측 요크(130)의 길이 방향에 수직한 것 것이 바람직하다. 그래야 자속 경로와 평행하게 형성되어 자기누설을 발생시킨다.In addition, the plane formed by the air gap unit is preferably perpendicular to the longitudinal direction of the inner yoke 130 . That way, it is formed parallel to the magnetic flux path and generates magnetic leakage.

그런 다음, 도 10과 같이 제2 하부 펀치(12), 제4 하부 펀치(14)의 위치는 유지한 채 제3 하부 펀치(13)를 하강시키고, 도 11과 같이 제3 하부 펀치(13), 제2 하부 펀치(12)의 상면과 앞서 형성된 에어갭 조성물 분말(34) 층의 상면에 코어 조성물 투입부(21)가 이동하며 코어 조성물 분말을 투입, 안착시킨다.Then, as shown in FIG. 10, the third lower punch 13 is lowered while maintaining the positions of the second lower punch 12 and the fourth lower punch 14, and as shown in FIG. 11, the third lower punch 13 , The core composition input unit 21 moves on the upper surface of the second lower punch 12 and the upper surface of the previously formed air gap composition powder layer 34 to inject and deposit the core composition powder.

이와 같이 도 4와 같은 자성체 코어(101)의 형상으로 분말을 투입 후, 도 12와 같이 상부 펀치(20)가 하강하여 압력을 가함으로써 최종 성형체를 완성한다.In this way, after introducing the powder in the shape of the magnetic core 101 as shown in FIG. 4, the upper punch 20 descends and applies pressure as shown in FIG. 12 to complete the final molded body.

다음, 코어 조성물의 조성과 제조 방법을 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.Next, the composition and manufacturing method of the core composition will be described with reference to FIGS. 13 and 14 .

본 발명의 자성체 코어는 MnZn 페라이트 코어일 수 있으며, 주성분으로서 Fe, Mn, Zn를 포함한다.The magnetic core of the present invention may be a MnZn ferrite core, and includes Fe, Mn, and Zn as main components.

상기 주 성분이 각각 Fe2O3, MnO, ZnO로 구성된다고 했을 때 총 중량을 100wt%로 하면, MnO는 30wt% 이하, ZnO는 20wt% 이하이며, 나머지는 Fe2O3로 구성될 수 있다.Assuming that the main components are composed of Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO, and the total weight is 100 wt%, MnO is 30 wt% or less, ZnO is 20 wt% or less, and the rest may be composed of Fe 2 O 3 .

추가로 들어가는 첨가물은 주성분 100wt% 외에 Co2O3, CaO, SiO2, NbO, Al2O3, CuO 등이 수백 ppm ~ 수천 ppm 이하로 첨가될 수 있다.In addition to 100 wt% of the main component, additional additives such as Co 2 O 3 , CaO, SiO 2 , NbO, Al 2 O 3 , CuO, etc. may be added at hundreds of ppm to thousands of ppm.

도 14에서 참조되는 바와 같이 주성분은 Fe2O3, MnO, ZnO를 원료로 하여, 주성분의 분말이 잘 섞이도록 혼합한다.As shown in FIG. 14, the main components are Fe 2 O 3 , MnO, and ZnO as raw materials, and the powders of the main components are mixed well.

이때 주성분을 어떻게 배합하느냐에 따라서, 도 13과 같은 재료의 주된 기저 특성(고자속밀도(High Bs), 저손실(Low loss), 고투자율(High permeability))이 정해진다.At this time, depending on how the main components are mixed, the main basic properties (high Bs, low loss, high permeability) of the material as shown in FIG. 13 are determined.

혼합된 각 원료는 1~5um의 직경을 가지며, 혼합된 분말을 800~1000℃ 분위기에서 하소 공정을 거치면 성분이 균질화된다.Each mixed raw material has a diameter of 1 ~ 5um, and when the mixed powder is subjected to a calcination process in an atmosphere of 800 ~ 1000 ℃, the components are homogenized.

그 후 분쇄를 통해서 하소 공정을 거친 물질의 응집을 흐트러뜨려 적당한 정도의 소결성을 갖게 한다. 이때의 분쇄된 분말의 입경은 5~10um의 직경을 갖는다.Thereafter, through pulverization, the aggregation of the material subjected to the calcination process is disturbed to have an appropriate degree of sinterability. The particle diameter of the pulverized powder at this time has a diameter of 5 ~ 10um.

다음 2차 분쇄는 분쇄된 페라이트 분말의 건조 공정을 거친 후, 첨가제 및 바인더를 혼합하여 추가 미분쇄를 진행한다.Next, in the secondary grinding process, the pulverized ferrite powder is dried, and then additional pulverization is performed by mixing additives and binders.

그리고, 제조된 분말의 성형성을 우수하게 하기 위해서는 우선 전처리로써 조립원료의 조립 공정을 진행한다.And, in order to improve the moldability of the manufactured powder, first, the granulation process of the granulation raw material is performed as a pretreatment.

그 이유는 성형이나 그 이후의 공정상의 필요에 의해서 첨가되는 결합제, 수분, 크기, 형태, 밀도 등이 서로 다른 응집체들로 이루어진 성형용 분말은 미분말이 많아서 유동성이 부족하여 금형 내에서 조밀하게 충진되지 않아서 균일한 미세구조로 조밀화되지 않아 성형체의 밀도가 균일해지지 않으므로 최종 제품의 치수 제어가 힘들어지며 최종 소결체의 물성도 나빠지기 때문이다. 따라서 조립공정은 과립이라 불리는 조절된 응집체로 이루어진 만족스런 공급재료를 생산하기 위하여 사용된다.The reason for this is that the binder added according to the needs of molding or subsequent processes, and the molding powder composed of aggregates with different moisture, size, shape, and density, etc., have many fine powders and lack fluidity, so they are not densely filled in the mold This is because it is not densified into a uniform microstructure and the density of the molded body is not uniform, so it is difficult to control the size of the final product and the physical properties of the final sintered body are deteriorated. The granulation process is therefore used to produce a satisfactory feedstock consisting of controlled agglomerates called granules.

과립은 결합제와 다른 첨가제의 액체 혹은 용액을 교반된 분말 안에 적절하게 첨가 혼합함으로써 직접 만들어지거나 간접적으로 슬러리를 분무 건조함으로써 만들어진다.Granules are made either directly by suitably adding and mixing a liquid or solution of a binder and other additives into an agitated powder or indirectly by spray drying a slurry.

분무 건조 공정이 적절히 제어되면 압축 성형시 유동과 충진이 잘 되는 20um 이상의 비교적 밀한 구형에 가까운 과립을 얻을 수 있다.If the spray drying process is properly controlled, it is possible to obtain relatively dense spherical granules with a size of 20 μm or more, which flow and fill well during compression molding.

다음, 수분 조절을 위해 건조된 조립 원료에 적정량의 수분을 첨가한다. 수분은 성형시 과립을 파괴하여 낮은 성형 압력으로 높은 밀도가 가능하게 한다.Next, an appropriate amount of moisture is added to the dried granulated raw material for moisture control. Moisture destroys the granules during molding, enabling high densities with low molding pressure.

수분 조절 후 성형압은 1~2 T/cm2 수준의 성형압으로 프레스를 이용하여 성형한 후 소결한다.After adjusting the moisture, the molding pressure is 1 to 2 T/cm 2 , and then molding is performed using a press using a molding pressure.

최대 소결 온도 1,100~1,360 ℃에서 4~20시간 유지하며, 승온/소결시 산소 분압을 조절한다.Maintain the maximum sintering temperature of 1,100 ~ 1,360 ℃ for 4 ~ 20 hours, and adjust the oxygen partial pressure during temperature increase / sintering.

다음은 에어갭 조성물에 대해 설명한다.Next, the air gap composition is described.

에어갭 조성물이 비자성체인 경우는 해당 에어갭 부가 차지하는 영역에 대하여 공기 비투자율인 1μ수준의 투자율을 갖게 된다.When the airgap composition is non-magnetic, it has a magnetic permeability of 1 μ level, which is the relative air permeability, with respect to a region occupied by the corresponding airgap part.

비자성의 airgap 조성물은 ZnO, BaTiO3, CuO 혹은 복합 산화물 등일 수 있다. 복합 산화물은 탄산염, 질산염, 수산화물, 금속 화합물 등이 될 수 있다.The non-magnetic airgap composition may be ZnO, BaTiO3, CuO or a complex oxide. Complex oxides can be carbonates, nitrates, hydroxides, metal compounds, and the like.

airgap 조성물은 상기 언급된 물질 중 선택된 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 전체 조성물 100%로 구성될 수 있다.The airgap composition may consist of 100% of the entire composition by mixing one or two or more selected from the above-mentioned materials.

그리고, 해당 전체 조성물 구성에서 2wt% 이하로 수분 및 PVA(Polyvinyl Alcohol) 등이 제조 과정에서 첨가될 수 있다.In addition, water and polyvinyl alcohol (PVA) may be added in the manufacturing process in an amount of 2 wt% or less in the entire composition.

MnZn 페라이트 소결온도보다 높은 소결 온도를 가지는 airgap 조성물은 전체적인 소결을 위해 소결 온도를 올려야 하고, 이 때 MnZn 페라이트가 과소결될 수 있으므로, airgap 형성물의 소결온도가 모재인 MnZn 페라이트 소결 온도와 유사하거나 그 이하에서 소결 온도를 가지는 것이 바람직하다. An airgap composition having a sintering temperature higher than the sintering temperature of MnZn ferrite needs to raise the sintering temperature for overall sintering. At this time, since MnZn ferrite may be oversintered, the sintering temperature of the airgap formation is similar to or higher than the sintering temperature of MnZn ferrite, which is the base material. It is preferable to have a sintering temperature below.

그리고, MnZn 페라이트는 소결과정에서 성형체를 구성하고 있는 분말과 분말간 접촉하고 있는 상태이나 공극이 많다.In addition, MnZn ferrite is in a state of contact between the powder constituting the molded body and the powder during the sintering process, but there are many voids.

일반적으로 700℃ 이상의 온도부터 구성하고 있는 원자간 확산작용이 일어나면서 소결현상이 일어나게 된다. 따라서 줄어드는 공극만큼 모재는 수축하게 된다.In general, a sintering phenomenon occurs as diffusion between atoms constituting a temperature of 700 ° C or higher occurs. Therefore, the parent material shrinks as much as the reduced air gap.

airgap 조성물을 구성할 때에는 모재인 MnZn 페라이트와 수축률이 유사하여야 제품 성형 후 소결시에 수축에 의한 뒤틀림이 발생하지 않으며, 동시 소결이 가능하다. 이에 airgap 조성물은 소결 후 수축률이 15% 이상 20% 이하가 적절하다When configuring the airgap composition, the shrinkage rate should be similar to that of MnZn ferrite, which is the base material, so that distortion due to shrinkage does not occur during sintering after product molding, and simultaneous sintering is possible. Therefore, it is appropriate for the airgap composition to have a shrinkage rate of 15% or more and 20% or less after sintering.

실시예를 위해 비자성 airgap 조성물로 ZnO, BaTiO3, CuO 을 준비하였다.For the examples, ZnO, BaTiO3, and CuO were prepared as non-magnetic airgap compositions.

이들 혼합물을 800℃에서 4시간 하소한 후 Ball mill로 24시간 동안 습식 분쇄하여 분말을 얻었다.These mixtures were calcined at 800° C. for 4 hours, and then wet-ground with a ball mill for 24 hours to obtain powder.

여기에 1wt% PVA 바인더를 혼합하여 슬러리를 형성하고, 분무 건조를 통하여 조립 원료를 만들었다.A slurry was formed by mixing 1wt% PVA binder therein, and a raw material for granulation was made through spray drying.

그 이후에 1.5t/cm2 의 압력으로 외경 25mm, 내경 15mm, 높이 5mm의 토로이달(toroidal)로 성형 한 후, 각 성형체를 상온에서부터 3℃/min 속도로 승온하여 1300℃ 4시간 유지한 후 냉각은 3℃/min 로 진행하였다.After that, it is molded into a toroidal with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 15 mm, and a height of 5 mm at a pressure of 1.5 t/cm2. was carried out at 3°C/min.

승온 시에는 산소 분압은 10%, 고온 유지 단계에서는 산소 분합 1%로 형성하였다.When the temperature was raised, the oxygen partial pressure was 10%, and in the high temperature maintaining step, the oxygen partial pressure was 1%.

소결된 airgap 형성물의 수축률은 수학식 1에 의하여 구할 수 있다.The shrinkage rate of the sintered airgap formation can be obtained by Equation 1.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, D1은 소결 전 시편의 지름(mm)이고, D2는 소결 후 시편의 지름(mm)이다.Here, D1 is the diameter (mm) of the specimen before sintering, and D2 is the diameter (mm) of the specimen after sintering.

에어갭 조성물이 MnZn 페라이트 모재와 유사한 수축률을 가지는 실시예의 조성은 다음과 같으며, 표 1에 실시예와 비교예 및 그에 따른 수축률을 정리하였다.The composition of the examples in which the air gap composition has a similar shrinkage rate to that of the MnZn ferrite base material is as follows, and Table 1 summarizes the examples and comparative examples and the resulting shrinkage rates.

ZnO와 CuO 혼합인 경우, ZnO는 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하이며, CuO 0wt 이상 ~ 30wt% 이하인 것이 바람직하다.In the case of a mixture of ZnO and CuO, ZnO is preferably 75wt or more to 100wt% or less, and CuO is 0wt or more to 30wt% or less.

BaTiO3와 CuO 혼합인 경우, BaTiO3 55wt 초과 ~ 75 wt% 이하이며, CuO 25wt 이상 ~ 45 wt% 미만인 것이 바람직하다.In the case of a mixture of BaTiO 3 and CuO, it is preferable that BaTiO 3 is more than 55 wt% and less than 75 wt%, and CuO is more than 25 wt% and less than 45 wt%.

분말 조성(wt%)Powder composition (wt%) 수축률(%)Shrinkage (%) ZnOZnO BaTiO3 BaTiO 3 CuOCuO 비교예1Comparative Example 1 00 00 100100 2.12.1 실시예1Example 1 100100 00 00 19.119.1 실시예2Example 2 9595 00 55 17.917.9 실시예3Example 3 9090 00 1010 17.117.1 실시예4Example 4 8585 00 1515 16.216.2 실시예5Example 5 8080 00 2020 15.615.6 실시예6Example 6 7575 00 2525 15.015.0 비교예2Comparative Example 2 7070 00 3030 14.214.2 비교예3Comparative Example 3 00 100100 00 5.85.8 비교예4Comparative Example 4 00 9595 55 3.53.5 비교예5Comparative Example 5 00 9090 1010 2.52.5 비교예6Comparative Example 6 00 8585 1515 1.31.3 비교예7Comparative Example 7 00 8080 2020 0.40.4 실시예7Example 7 00 7575 2525 9.19.1 실시예8Example 8 00 7070 3030 8.08.0 실시예9Example 9 00 6565 3535 6.86.8 실시예10Example 10 00 6060 4040 5.95.9 비교예8Comparative Example 8 00 5555 4545 4.74.7

상기의 실시예를 이용하여 자설 누설 발생 및 자기 포화 실험을 위해 도 15와 같은 자성체 코어를 제조하였다.A magnetic core as shown in FIG. 15 was prepared for magnetic flux leakage and magnetic saturation experiments using the above examples.

도 15의 자성체 코어는 앞서 설명한 E형 자성체 코어 한 쌍(101, 102)이 결합한 형태이며, 내측 요크(130)에 의해 구획된 내측 공간에 각각 코일이 권선된다.The magnetic core of FIG. 15 is a combination of a pair of E-type magnetic cores 101 and 102 described above, and coils are wound in the inner space partitioned by the inner yoke 130, respectively.

도 15 이하의 예에서는 하나의 E형 자성체 코어의 내측 요크(130)의 끝단부에 에어갭 부(131)가 형성되어, 양 측 자성체 코어의 에어갭 부가 접하여 하나의 에어갭 부를 형성한 것을 예로 들었다.15 and below, an air gap portion 131 is formed at the end of the inner yoke 130 of one E-type magnetic core, and the air gap portions of both magnetic cores contact each other to form one air gap portion. heard.

에어갭이 없는 경우는 변압기 자성체 코어 내부에 자속이 흐른다. 그러나 에어갭 부가 두꺼워 자속의 누설이 발생하게 되며, 그 누설의 크기도 커진다.(fringe effect, 프린지 효과)If there is no air gap, magnetic flux flows inside the magnetic core of the transformer. However, due to the thick air gap, leakage of magnetic flux occurs, and the size of the leakage also increases (fringe effect).

이에 따라서 동일한 전류(또는 자장)에 대하여 자기 포화는 늦춰져서 높은 전류(또는 자장)에서 사용할 수 있지만, 누설되는 부분에 발열이 발생하게 된다.Accordingly, magnetic saturation is delayed for the same current (or magnetic field) and can be used at a high current (or magnetic field), but heat is generated in the leaked portion.

도 16 내지 도 21을 참조하여 에어갭 부에 의한 자기 포화 지연 정도를 알아본다. 인가된 전류는 100A이다.Referring to FIGS. 16 to 21, the degree of magnetic saturation delay due to the air gap part will be investigated. The applied current is 100A.

도 16은 에어갭 부가 없는 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=21.2(T)이다.16 is a case without an air gap part, and the maximum magnetic flux density Bmax = 21.2 (T).

도 17은 에어갭 부 두께가 0.5mm인 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=0.672(T)이다.17 is a case where the thickness of the air gap part is 0.5 mm, and the maximum magnetic flux density Bmax = 0.672 (T).

도 18은 에어갭 부 두께가 1.0mm인 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=0.433(T)이다.18 shows the case where the thickness of the air gap part is 1.0 mm, and the maximum magnetic flux density Bmax = 0.433 (T).

도 19는 에어갭 부 두께가 2.0mm인 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=0.233(T)이다.19 is a case where the thickness of the air gap part is 2.0 mm, and the maximum magnetic flux density Bmax = 0.233 (T).

도 20은 에어갭 부 두께가 3.0mm인 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=0.162(T)이다.20 is a case where the thickness of the air gap part is 3.0 mm, and the maximum magnetic flux density Bmax = 0.162 (T).

도 21은 에어갭 부 두께가 4.0mm인 경우이며, 최대 자속밀도 Bmax=0.117(T)이다.21 is a case where the thickness of the air gap part is 4.0 mm, and the maximum magnetic flux density Bmax = 0.117 (T).

이를 통해, 에어갭 부 두께가 증가함에 따라 변압기에서 포화되는 부분(빨간색은 0.5T 초과)은 감소됨을 알 수 있다.Through this, it can be seen that as the thickness of the air gap portion increases, the saturated portion (red is greater than 0.5T) in the transformer decreases.

이는 에어갭 부에 의한 프린지 효과에 의한 것이며, 누설 자속이 발생하여 재료 포화를 늦출 수가 있다.This is due to the fringe effect caused by the air gap portion, and leakage magnetic flux may be generated to delay material saturation.

다음 표 2는 도 16 내지 도 21의 조건에서 다른 인가 전류에 따른 최대 자속 밀도를 계산한 결과이다.Table 2 below shows the results of calculating the maximum magnetic flux density according to different applied currents under the conditions of FIGS. 16 to 21 .

구분division 에어갭 부 두께에 따른 최대 자속 밀도(T)Maximum magnetic flux density (T) according to the thickness of the air gap 에어갭 부 개수Number of air gap parts 전류(A)Current (A) 0mm0mm 0.5mm0.5mm 1mm1mm 2mm2mm 3mm3mm 4mm4mm 1개One 1010 2.122.12 0.0670.067 0.0430.043 0.0220.022 0.0160.016 0.0120.012 2020 4.244.24 0.1340.134 0.0860.086 0.0440.044 0.0320.032 0.0240.024 3030 6.366.36 0.2010.201 0.1290.129 0.0660.066 0.0480.048 0.0360.036 4040 8.488.48 0.2680.268 0.1720.172 0.0880.088 0.0640.064 0.0480.048 5050 10.610.6 0.3350.335 0.2150.215 0.110.11 0.080.08 0.060.06 6060 12.7212.72 0.4020.402 0.2580.258 0.1320.132 0.0960.096 0.0720.072 7070 14.8414.84 0.4690.469 0.3010.301 0.1540.154 0.1120.112 0.0840.084 8080 16.9616.96 0.5360.536 0.3440.344 0.1760.176 0.1280.128 0.0960.096 9090 19.0819.08 0.6030.603 0.3870.387 0.1980.198 0.1440.144 0.1080.108 100100 21.221.2 0.6720.672 0.4330.433 0.2230.223 0.1620.162 0.1170.117

MnZn 페라이트는 일반적으로 0.5T에서 포화되므로, 해석 결과 에어갭 부가 없는 경우와, 0.5mm일 때 80A 이상 인가시 포화됨을 알 수 있다.Since MnZn ferrite is generally saturated at 0.5T, it can be seen that it is saturated when 80A or more is applied at 0.5mm and when there is no air gap part as a result of the analysis.

정리하면, 전류가 증가하면 이에 비례하여 최대 자속밀도는 증가하게 된다.In summary, as the current increases, the maximum magnetic flux density increases proportionally.

그리고, airgap 두께가 커지면 최대 자속밀도는 지수적으로 감소하게 된다.And, as the airgap thickness increases, the maximum magnetic flux density decreases exponentially.

자성체가 포화되지 않으려면, 일정 두께의 airgap 부 두께를 형성하여야 하며, 1mm 이상이 보다 바람직하다.In order not to saturate the magnetic material, a certain thickness of the airgap portion must be formed, and more preferably 1 mm or more.

다음, 도 22 내지 도 24는 에어갭 부(131)의 개수에 따른 airgap 형성물 주변에 자기 누설에 의해서 코일에 형성되는 자속밀도 맵이다. 도 22는 하나의 에어갭 부, 도 23은 둘, 도 24는 세 개의 에어갭 부가 형성된 경우이다. 실험에서 인가 전류는 100A이며 총 두께는 동일하게 3mm이다.Next, FIGS. 22 to 24 are magnetic flux density maps formed in a coil by magnetic leakage around an airgap formation according to the number of airgap parts 131 . 22 shows one air gap part, FIG. 23 shows two, and FIG. 24 shows three air gap parts. In the experiment, the applied current is 100A and the total thickness is 3mm.

에어갭 부(131)의 총 두께는 동일하지만, 개수가 증가함에 따라 주변에 포화되는 정도가 많이 감소한다.The total thickness of the air gap portion 131 is the same, but as the number increases, the degree of saturation of the surroundings is greatly reduced.

이는 변압기의 발열 정도와 비례 관계가 있으므로, 개수가 많아짐에 따라 코일 발열이 현저하게 줄어든다고 할 수 있다.Since this is proportional to the degree of heat generation of the transformer, it can be said that the coil heat generation is significantly reduced as the number increases.

airgap의 개수는 많을수록 코일 발열 저감에 유리하며, 최대 자속밀도, 변압기 모재인 MnZn 페라이트의 포화와는 무관하다.The larger the number of air gaps, the more advantageous it is to reduce coil heat generation, and is independent of the maximum magnetic flux density and saturation of MnZn ferrite, which is the base material of the transformer.

종래에는 MnZn 페라이트 일부 면을 연마하여 airgap을 형성하는 데, 상기와 같이 airgap을 여러 개 형성하는 것은 불가능하다. 본 발명은 위와 같이 airgap을 내부에 여러 층으로 형성할 수 있으며 이는 변압기 발열을 현저히 저감하는 데에도 도움이 된다.Conventionally, an airgap is formed by polishing some surfaces of MnZn ferrite, but it is impossible to form several airgap as described above. In the present invention, the airgap can be formed in several layers inside as described above, which also helps to significantly reduce transformer heat generation.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.Although the present invention as described above has been described with reference to the illustrated drawings, it is not limited to the described embodiments, and it is common knowledge in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It is self-evident to those who have Therefore, such modified examples or variations should be included in the claims of the present invention, and the scope of the present invention should be interpreted based on the appended claims.

102, 102 : 자성체 코어
110 : 레그
120 : 외측 요크
130 : 내측 요크
131 : 에어갭 부
102, 102: magnetic core
110: leg
120: outer yoke
130: inner yoke
131: air gap part

Claims (17)

하부 펀치 상에 코어 조성물 분말 및 비자성의 에어갭(air gap) 조성물 분말을 순차적으로 적층하여 자성체 코어의 내측 요크를 형성시키는 단계;
상기 하부 펀치 및 상기 내측 요크 상에 상기 코어 조성물 분말을 적층하여 상기 내측 요크와 평행하게 이격된 외측 요크 및 상기 외측 요크의 길이 방향에 수직한 레그를 형성시키는 단계; 및
상부 펀치에 의해 상기 레그를 가압하는 단계를 포함하고,
상기 내측 요크를 형성시키는 단계는 상기 에어갭 조성물 분말을 1mm 이상의 두께로 적층하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
Forming an inner yoke of a magnetic core by sequentially stacking a core composition powder and a non-magnetic air gap composition powder on a lower punch;
forming an outer yoke spaced apart in parallel with the inner yoke and a leg perpendicular to a longitudinal direction of the outer yoke by laminating the core composition powder on the lower punch and the inner yoke; and
pressing the leg with an upper punch;
The step of forming the inner yoke is characterized in that the air gap composition powder is laminated to a thickness of 1 mm or more.
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 1에 있어서,
상기 에어갭 조성물 분말은 ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 1,
The air gap composition powder is characterized in that any one or a mixture of two or more of ZnO, BaTiO 3 , CuO,
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 2에 있어서,
상기 에어갭 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 2,
Characterized in that the air gap composition powder contains 75 wt% or more to 100 wt% or less of ZnO and 0 wt% or more to 30 wt% or less of CuO based on the total wt%.
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 2에 있어서,
상기 에어갭 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 2,
Characterized in that the air gap composition powder contains more than 55 wt% of BaTiO 3 and less than 75 wt% and less than 25 wt% of CuO and less than 45 wt% based on total wt%.
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
상기 코어 조성물 분말은 전체 wt%를 기준으로 MnO 30wt% 이하, ZnO 20wt% 이하 및 잔량의 Fe2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
According to claim 3 or claim 4,
Characterized in that the core composition powder comprises 30 wt% or less of MnO, 20 wt% or less of ZnO and the balance of Fe 2 O 3 based on the total wt%.
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 5에 있어서,
상기 에어갭 조성물 분말의 수축률은 15% 이상 20% 이하인 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 5,
Characterized in that the shrinkage rate of the air gap composition powder is 15% or more and 20% or less,
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
청구항 1에 있어서,
상기 내측 요크를 형성시키는 단계는 상기 코어 조성물 분말 및 상기 에어갭 조성물 분말을 각각 2회 이상 교번하여 적층하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 1,
In the forming of the inner yoke, the core composition powder and the air gap composition powder are alternately laminated two or more times, respectively.
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
자성 재질의 레그;
상기 레그의 양 단부로부터 절곡된 자성 재질의 외측 요크; 및
상기 레그의 중단부로부터 절곡된 내측 요크를 포함하고,
상기 내측 요크에는 비자성의 에어갭(air gap) 부가 층을 이뤄 일체로 형성된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
legs of magnetic material;
outer yokes made of magnetic material bent from both ends of the legs; and
Including an inner yoke bent from the middle portion of the leg,
Characterized in that the inner yoke is formed integrally with a non-magnetic air gap layer.
Magnetic cores for transformers.
청구항 8에 있어서,
상기 에어갭 부의 두께는 1mm 이상인 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
The method of claim 8,
Characterized in that the thickness of the air gap portion is 1 mm or more,
Magnetic cores for transformers.
청구항 8에 있어서,
상기 에어갭 부는 ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
The method of claim 8,
Characterized in that the air gap part is formed by mixing any one or two or more of ZnO, BaTiO3, CuO,
Magnetic cores for transformers.
청구항 10에 있어서,
상기 에어갭 부는 전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
The method of claim 10,
Characterized in that the air gap portion is formed by mixing 75 wt% or more to 100 wt% or less of ZnO and 0 wt% or more to 30 wt% or less of CuO based on the total wt%.
Magnetic cores for transformers.
청구항 10에 있어서,
상기 에어갭 부는 전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하가 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
The method of claim 10,
Characterized in that the air gap portion is formed by mixing more than 55 wt% of BaTiO 3 to 75 wt% or less and 25 wt% or more to 45 wt% or less of CuO based on the total wt%,
Magnetic cores for transformers.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 자성 재질은 전체 wt%를 기준으로 MnO 30wt% 이하, ZnO 20wt% 이하 및 잔량의 Fe2O3를 포함하는 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어.
According to claim 11 or claim 12,
Characterized in that the magnetic material includes 30 wt% or less of MnO, 20 wt% or less of ZnO, and a balance of Fe 2 O 3 based on the total wt%.
Magnetic cores for transformers.
청구항 8에 있어서,
상기 에어갭 부는 복수 개의 층이 서로 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는,
변압기용 자성체 코어 제조 방법.
The method of claim 8,
The air gap portion is characterized in that a plurality of layers are formed spaced apart from each other,
Method for manufacturing a magnetic core for a transformer.
ZnO, BaTiO3, CuO 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는,
자성체 코어용 에어갭 조성물.
Characterized in that any one or a mixture of two or more of ZnO, BaTiO 3 , CuO,
An air gap composition for a magnetic core.
청구항 15에 있어서,
전체 wt%를 기준으로 ZnO 75wt 이상 ~ 100 wt% 이하 및 CuO 0wt% 이상 ~ 30wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는,
자성체 코어용 에어갭 조성물.
The method of claim 15
Characterized in that it comprises 75wt or more to 100 wt% or less of ZnO and 0wt% or more to 30wt% or less of CuO based on the total wt%,
An air gap composition for a magnetic core.
청구항 15에 있어서,
전체 wt%를 기준으로 BaTiO3 55wt% 초과 ~ 75 wt% 이하 및 CuO 25wt 이상 ~ 45wt% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는,
자성체 코어용 에어갭 조성물.
The method of claim 15
Characterized in that it contains more than 55 wt% of BaTiO 3 to 75 wt% or less and 25 wt% or more to 45 wt% or less of CuO based on the total wt%,
An air gap composition for a magnetic core.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190026323A (en) 2017-09-05 2019-03-13 전자부품연구원 Reactor/transformer core capable of resolving local magnetic saturation

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