RU17748U1 - TRANSFORMER - Google Patents

TRANSFORMER Download PDF

Info

Publication number
RU17748U1
RU17748U1 RU2001100920/20U RU2001100920U RU17748U1 RU 17748 U1 RU17748 U1 RU 17748U1 RU 2001100920/20 U RU2001100920/20 U RU 2001100920/20U RU 2001100920 U RU2001100920 U RU 2001100920U RU 17748 U1 RU17748 U1 RU 17748U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
magnetic circuit
transformer
current
ratio
Prior art date
Application number
RU2001100920/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Я. Белозеров
Ю.Н. Стародубцев
В.А. Зеленин
М.Н. Атнагулов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Гаммамет"
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Гаммамет" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Гаммамет"
Priority to RU2001100920/20U priority Critical patent/RU17748U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU17748U1 publication Critical patent/RU17748U1/en

Links

Landscapes

  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Description

Белозеров Владимир ЯковлевичBelozerov Vladimir Yakovlevich

Стародубцев Юрий НиколаевичStarodubtsev Yuri Nikolaevich

Зеленин Виктор АлександровичZelenin Victor Alexandrovich

Атнагулов Марсель НигаматовичAtnagulov Marcel Nigamatovich

Полезная модель относится к области электротехники, в частности, к измерительным трансформаторам тока, которые работают в цепях с постоянной составляющей тока.The utility model relates to the field of electrical engineering, in particular, to measuring current transformers that operate in circuits with a constant current component.

Измерительный трансформатор должен преобразовывать сигнал в величину пропорциональную первичному сигналу. Отклонение от этой пропорциональности связано с погрешностью измерительного трансформатора. Погрешность измерения тем меньше, чем выше магнитная проницаемость материала магнитопровода. Поэтому в измерительных трансформаторах предпочтительно использовать магнитный материал с высокой магнитной проницаемостью.The measuring transformer must convert the signal to a value proportional to the primary signal. Deviation from this proportionality is due to the error of the measuring transformer. The measurement error is the smaller, the higher the magnetic permeability of the material of the magnetic circuit. Therefore, it is preferable to use magnetic material with high magnetic permeability in measuring transformers.

Известен трансформатор тока, состоящий из магнитопровода (1) и нескольких обмоток (3 и 4) индуктивно связанных с ним (фиг. 1) 1. Измеряемый ток проходит через первичную обмотку трансформатора (4). Преобразованный ток во вторичной обмотке (3) пропорционален первичному току, а его величина измеряется стандартными приборами. В качестве материала магнитопровода (1) использован аморфный сплав на основе кобальта с относительной начальной магнитной проницаемостью более 100000. Однако при наличии постоянной составляющей тока в измеряемой цепи, магнитопровод намагничивается до насыщения. В области магнитного насыщения магнитная проницаемость имеет низкую величину, вследствие чего в этой области резко возрастает погрешность измерения.Known current transformer, consisting of a magnetic circuit (1) and several windings (3 and 4) inductively coupled to it (Fig. 1) 1. The measured current passes through the primary winding of the transformer (4). The converted current in the secondary winding (3) is proportional to the primary current, and its value is measured by standard devices. An amorphous cobalt-based alloy with a relative initial magnetic permeability of more than 100,000 is used as the material of the magnetic circuit (1). However, if there is a constant current component in the measured circuit, the magnetic circuit is magnetized to saturation. In the region of magnetic saturation, the magnetic permeability is low, as a result of which the measurement error sharply increases in this region.

001 V о о 20001 V about 20

ТРАНСФОРМАТОРTRANSFORMER

H01F3/04,C22C19/07H01F3 / 04, C22C19 / 07

тока 2 с двумя обмотками индуктивно связанными с магнитопроводом, который имеет воздушный зазор и который изготовлен из электротехнической стали. Воздушный зазор снижает магнитную нроницаемость, поэтому при наличии постоянной составляющей тока магнитопровод не намагничивается до насыщения.current 2 with two windings inductively connected to the magnetic circuit, which has an air gap and which is made of electrical steel. The air gap reduces the magnetic permeability, therefore, in the presence of a constant component of the current, the magnetic circuit is not magnetized to saturation.

Постоянную величину погрешности измерения компенсируют электронными методами. Однако вследствие нелинейности кривой намагничивания (зависимости магнитной индукции от величины напряженности магнитного поля) погрешность измерения после такой компенсации будет зависеть от величины постоянной составляющей тока. Если эти колебания погрешности не превышают значений допустимых для измерительного трансформатора определенного класса точности, то можно считать, что трансформатор вписывается в этот класс точности также и при наличии постоянной составляющей тока. Таким образом, магнитопровод измерительного трансформатора работающего с постоянной составляющей должен иметь высокую линейность кривой намагничивания. Нелинейность кривой намагничивания можно характеризовать отношением Цтах / Цн, где Цтах максимальная относительная магнитная проницаемость, ц - начальная относительная магнитная проницаемость. Чем ближе это отношение к единице, тем выше линейность кривой намагничивания.The constant value of the measurement error is compensated by electronic methods. However, due to the nonlinearity of the magnetization curve (the dependence of magnetic induction on the magnitude of the magnetic field strength), the measurement error after such compensation will depend on the magnitude of the DC component of the current. If these fluctuations in error do not exceed the values allowed for a measuring transformer of a certain accuracy class, then we can assume that the transformer fits into this accuracy class also in the presence of a constant current component. Thus, the magnetic core of the measuring transformer operating with a constant component must have a high linearity of the magnetization curve. The nonlinearity of the magnetization curve can be characterized by the ratio Cmax / Cn, where Cmax is the maximum relative magnetic permeability, and c is the initial relative magnetic permeability. The closer this ratio is to unity, the higher the linearity of the magnetization curve.

В табл. 1 приведены значения угловой погрешности 5, град в зависимости от отношения Цтах / Цн9 В табл. 2 представлены пределы допустимой угловой погрешности при номинальном токе (в области максимальной магнитной проницаемости) в зависимости от класса точности измерительного трансформатора. Из сравнения данных следует, что для получения класса точности 1 необходимо, чтобы в магнитном материале магнитопровода отношение Цщах / Цн не превышало 1,15.In the table. Table 1 shows the values of the angular error 5, deg, depending on the ratio Cmah / Tsn9 In table. Figure 2 shows the limits of permissible angular error at rated current (in the region of maximum magnetic permeability) depending on the accuracy class of the measuring transformer. From a comparison of the data it follows that in order to obtain an accuracy class of 1, it is necessary that in the magnetic material of the magnetic circuit the ratio Tssch / Tsn does not exceed 1.15.

Таблица 1.Table 1.

Степень линейности кривой намагничивания тесно связана с величиной константы магнитной анизотропии Кц наведенной в процессе термомагнитной обработки в поперечном магнитном поле. При этом, чем выше величина Кц, тем ближе отношение Цтах / Цн к единице.The degree of linearity of the magnetization curve is closely related to the magnitude of the magnetic anisotropy constant Kc induced during thermomagnetic processing in a transverse magnetic field. In this case, the higher the value of Kc, the closer the ratio Cm / Tsn to unity.

Для получения магнитопровода с высокой степенью линейности кривой намагничивания предлагается использовать сплав с аморфной структурой, в котором содержание железа находится в интервале 1,65-5 ат%. Это позволяет поддерживать на высоком уровне магнитную индукцию насыщения. Железо и марганец в сумме должны составлять 4-8 ат%, чтобы магнитостриция насыщения была близка к нулю. Для увеличения константы наведенной магнитной анизотропии содержание кремния должно находиться в интервале 28 ат%. Кремний и бор в сумме должны составлять 16-24 ат%, чтобы сохранить достаточно высокую магнитную индукцию насыщения.To obtain a magnetic circuit with a high degree of linearity of the magnetization curve, it is proposed to use an alloy with an amorphous structure in which the iron content is in the range of 1.65-5 at%. This allows you to maintain a high level of magnetic induction of saturation. The total amount of iron and manganese should be 4-8 at%, so that the saturation magnetostriction is close to zero. To increase the induced magnetic anisotropy constant, the silicon content should be in the range of 28 at%. Silicon and boron in total should be 16-24 at% to maintain a sufficiently high saturation magnetic induction.

Магнитопровод, изготовленный из аморфной ленты предложенного химического состава, имеет близкую к нулю магнитострикцию и высокую константу наведенной магнитной анизотропии KU. Эти факторы снижают чувствительность магнитных свойств магнитопровода к сжимающим напряжениям, что позволяет наносить покрыгие из полимерных материалов поверх магнитопровода без заметного ухудшения его магнитных свойств.A magnetic core made of an amorphous ribbon of the proposed chemical composition has magnetostriction close to zero and a high constant of induced magnetic anisotropy KU. These factors reduce the sensitivity of the magnetic properties of the magnetic circuit to compressive stresses, which makes it possible to apply a coating of polymer materials on top of the magnetic circuit without noticeable deterioration of its magnetic properties.

Таким образом, предлагается трансформатор, состоящий из магнитопровода и из нескольких обмоток индуктивно связанных с магнитопроводом, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен из ленты изготовленной из аморфного сплава содержащего компоненты при следующем соотношении, ат%: железо 1,65-5, сумма железа и марганца 4-8, кремний 2-8, сумма кремния и бора 16-24, кобальт - остальное, при этом в магнитопроводе отношение / Цн меньше 1,15, где imax - максимальная относительная магнитная проницаемость, Цн - начальная относительная магнитная проницаемость.Thus, we propose a transformer consisting of a magnetic circuit and several windings inductively connected to the magnetic circuit, characterized in that the magnetic circuit is made of a tape made of an amorphous alloy containing components in the following ratio, at%: iron 1.65-5, the amount of iron and manganese 4-8, silicon 2-8, the sum of silicon and boron is 16-24, cobalt is the rest, while in the magnetic circuit the ratio / Tsn is less than 1.15, where imax is the maximum relative magnetic permeability, Tsn is the initial relative magnetic permeability.

Фиг. 1. Поперечное сечение трансформатора тока. 1 - магнитопровод, 2 изоляционное покрытие, 3 - вторичная обмотка трансформатора, 4 первичная обмотка трансформатора.FIG. 1. Cross section of a current transformer. 1 - magnetic circuit, 2 insulating coating, 3 - secondary winding of the transformer, 4 primary winding of the transformer.

Примеры. В индукционной вакуумной печи выплавляли сплавы на основе кобальта, содержащие железо, марганец, кремний и бор. Разливку расплава производили на установке «Сириус 150/0.02М. Толщина полученной аморфной ленты составляла 25 -ь 30 мкм. Ленту сматывали в тороидальные магнитопроводы с наружным диаметром 25 мм, внутренним диаметром 20 мм и высотой 10 мм. После этого магнитопроводы отжигали при оптимальной температуре. В процессе отжига и охлаждения магнитопроводы находились в поперечном или продольном магнитном поле. После отжига всеExamples. In an induction vacuum furnace, cobalt-based alloys containing iron, manganese, silicon and boron were smelted. The melt was cast on the Sirius 150 / 0.02M installation. The thickness of the obtained amorphous tape was 25-30 microns. The tape was wound into toroidal magnetic cores with an outer diameter of 25 mm, an inner diameter of 20 mm, and a height of 10 mm. After that, the magnetic cores were annealed at the optimum temperature. During annealing and cooling, the magnetic cores were in a transverse or longitudinal magnetic field. After annealing everything

магнитопроводы покрывали пленкой из полипропилена толщиной 0,4 мм. В таблице 3 представлен химический состав приготовленных сплавов и результаты магнитных измерений отношения Цтах/| н после отжига в поперечном магнитном поле.the magnetic cores were coated with a 0.4 mm thick polypropylene film. Table 3 presents the chemical composition of the prepared alloys and the results of magnetic measurements of the ratio Ctah / | n after annealing in a transverse magnetic field.

На магнитопровод, имеющий химический состав сплава №4, была намотана вторичная обмотка из 2500 витков провода диаметром 0,16 мм. Первичная обмотка представляла шину, то есть имела один виток. Вторичную обмотку подключали к активной нагрузке 56 Ом. Измерения угловой погрешности проводили в интервале изменения постоянного тока от 0,5 до 60 А. Колебание угловой погрешности при постоянном токе не превышало ± 1 град. Следовательно, трансформатор можно отнести ко 2 классу точности.A secondary winding of 2500 turns of wire with a diameter of 0.16 mm was wound on a magnetic circuit having the chemical composition of alloy No. 4. The primary winding was a bus, that is, it had one turn. The secondary winding was connected to an active load of 56 ohms. The angular error measurements were carried out in the range of variation of the direct current from 0.5 to 60 A. The oscillation of the angular error at constant current did not exceed ± 1 deg. Therefore, the transformer can be attributed to class 2 accuracy.

ИСТОЧНШСИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION

1.Натент России 2041513, H01F1/04, С22С19,07, 1995.1.Natent of Russia 2041513, H01F1 / 04, С22С19.07, 1995.

2.Афанасьев А.А., Адоньев В.М., Кибель В.М., Сирота И.М., Стогний Б.С. Трансформаторы тока. М.:Энергоатомиздат, 1980, с. 124.2.Afanasyev A.A., Adonyev V.M., Kibel V.M., Orphan I.M., Stogniy B.S. Current transformers. M.: Energoatomizdat, 1980, p. 124.

Таблица 3.Table 3.

Claims (1)

Трансформатор, состоящий из магнитопровода и из нескольких обмоток, индуктивно связанных с магнитопроводом, отличающийся тем, что магнитопровод выполнен из ленты, изготовленной из аморфного сплава, содержащего компоненты при следующем соотношении, ат.%:
Железо - 1,65-5
Сумма железа и марганца - 4-8
Кремний - 2-8
Сумма кремния и бора - 16-24
Кобальт - Остальное
при этом в магнитопроводе отношение μmaxн меньше 1,15, где μmax - максимальная относительная магнитная проницаемость, μн - начальная относительная магнитная проницаемость.
Figure 00000001
A transformer consisting of a magnetic circuit and of several windings inductively coupled to a magnetic circuit, characterized in that the magnetic circuit is made of a tape made of an amorphous alloy containing components in the following ratio, at.%:
Iron - 1.65-5
The amount of iron and manganese - 4-8
Silicon - 2-8
The sum of silicon and boron is 16-24
Cobalt - Else
in the magnetic circuit, the ratio μ max / μ n is less than 1.15, where μ max is the maximum relative magnetic permeability, μ n is the initial relative magnetic permeability.
Figure 00000001
RU2001100920/20U 2001-01-09 2001-01-09 TRANSFORMER RU17748U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100920/20U RU17748U1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 TRANSFORMER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100920/20U RU17748U1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 TRANSFORMER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU17748U1 true RU17748U1 (en) 2001-04-20

Family

ID=35635245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100920/20U RU17748U1 (en) 2001-01-09 2001-01-09 TRANSFORMER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU17748U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7583173B2 (en) Nanocrystalline core for a current sensor, single and double-stage energy meters and current probes containing them
JP4716033B2 (en) Magnetic core for current transformer, current transformer and watt-hour meter
CN101432827A (en) Magnetic core for current transformer, current transformer, and watt-hour meter
KR100606515B1 (en) Magnetic core that is suitable for use in a current transformer, method for the production of a magnetic core and current transformer with a magnetic core
CN103258623A (en) Constantly-magnetic magnetic core and manufacture method and functions of constantly-magnetic magnetic core
CN111235495B (en) Amorphous nanocrystalline alloy, iron core manufacturing method and wide-range current transformer measuring method
KR100733116B1 (en) Gapped amorphous metal-based magnetic core
CN104851580A (en) Gapped core-type Rogowski coil transformer based on magnetic potentiometer compensation
CN1031848C (en) Production of amorphous magnetic core for magnetic-compensation Hall current sensor
RU17748U1 (en) TRANSFORMER
Luborsky et al. Amorphous materials—A new class of soft magnetic alloys
CN100517527C (en) Current transformer having an amorphous fe-based core
CN1710676A (en) Anti-DC-bias mutual inductor magnet-core for leakage protector and mfg. method thereof
RU2781691C1 (en) Measuring current transformer
Inomata et al. Magnetostriction and related properties in amorphous Fe-Nb-Si-B alloys
KR100904664B1 (en) Magnetic core for electric current sensors
Luborsky et al. Engineering magnetic properties of Fe-Ni-B amorphous alloys
CN117936214A (en) Iron-based nanocrystalline alloy, low-coercivity nanocrystalline magnetic core and preparation method of low-coercivity nanocrystalline magnetic core
Bolotin et al. Influence of the technological process conditions to parameters of magnetic cores from ribbon amorphous alloys
RU16884U1 (en) MAGNET WIRE
Varga et al. The role of the residual amorphous matrix in determining the temperature dependence of soft magnetic properties of nc alloys
Deng et al. Research on the soft magnetic properties of iron–nickel magnetic powder core composite with carbonyl iron powder
Godec High permeability grain oriented electrical steels and instruments current transformers
RU2190275C2 (en) Magnetic core
Pluta et al. QUICK MEASUREMENT PROCEDURE FOR QUALITY FLUX DENSITY CHECKING AT 0.3 A/m IN TOROIDAL CORES

Legal Events

Date Code Title Description
TK1K Correction to the publication in the bulletin (utility model)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG1K- IN JOURNAL: 11-2001

ND1K Extending utility model patent duration
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20070110