Fe基非晶变压器磁芯和其制造方法、以及变压器的制造方法_3

文档序号:9816476阅读:来源:国知局
而测定的溫度。
[0072] 作为热处理时在上述保持溫度下保持的保持时间,设为1小时W上且6小时W下的 范围。
[0073] 保持时间小于1小时时,每个磁忍的性能偏差变大。另外,对于该偏差,B80变得过 小,进而B80-化的值变得过小,因此,不仅无法防止磁忍的磁饱和,而且化的值也变得过低, 向噪音变大的方向扩大。另外,保持时间超过6小时时,难W维持合金的非晶状态,且化变得 过大,容易产生磁忍的磁饱和。其中,保持时间出于与上述同样的理由优选为1小时W上且6 小时W下。
[0074] 本发明中,通过在无磁场且经过优化的保持溫度环境下进行热处理,从而可W得 到期望的化和B80的值。另外,磁忍的大小改变时,热容量发生变化,因此保持溫度和保持时 间期望每次进行优化。
[0075] 本发明的Fe基非晶变压器通过在由前述工序制作的磁忍上卷绕1对导线,从而W 具备1次和2次的输入输出端子的变压器的形式来制作。
[0076] 本发明的Fe基非晶变压器可W防止磁饱和的发生,因此W与逆变器的输出侧连接 的形式而优选。作为本发明的变压器,可W作为升压变压器、绝缘变压器、降压变压器应用。 本发明的变压器特别适合于升压变压器。
[OOW]作为形成本发明的Fe基非晶磁忍的Fe基非晶合金薄带的合金,优选为化-Si-B系、 Fe-Si-B-C系的合金。
[0078] 作为前述Fe-Si-B系非晶合金,优选为具有如下组成的体系的合金:含有2原子% ~13原子%的51和8原子%~16原子%的8,余量实质上为化和不可避免的杂质。
[0079] 另外,作为前述化-Si-B-C系非晶合金,优选为具有如下组成的体系的合金:含有2 原子%~13原子%的51、8原子%~16原子%的8和3原子%^下的(:,余量为化和不可避免 的杂质。
[0080] 任意体系中,Si为10原子% W下且B为17原子% W下时,从饱和磁通密度Bs高的方 面出发,为优选。另外,Fe-Si-B-C系非晶合金薄带中,过度加入大量別寸,经年变化变大,因 此,C的量优选为0.5原子% W下。
[0081] 作为Fe基非晶合金薄带的厚度,优选为15皿W上且40wiiW下的范围,更优选为20y mW上且30皿W下的范围。厚度为15皿W上时,在能够保持带的机械强度的方面和使槽满率 变高、层叠时的层数变少的方面是有利的。另外,厚度为40wiiW下时,在满流损耗被抑制为 较小的方面、和能够减小加工层叠的磁忍时的弯曲变形的方面、进而容易稳定地得到非晶 相的方面是有利的。
[0082] 作为Fe基非晶合金薄带的、与长度方向正交的宽度方向的长度(幅长),优选为 15mmW上且250mmW下。幅长为15mmW上时,容易得到大容量的磁忍。另外,幅长为250mmW 下时,容易得到在宽度方向上板厚的均匀性高的合金薄带。
[0083] 其中,幅长从得到大容量且实用的磁忍的观点出发,更优选为50mmW上且220mmW 下。
[0084] Fe基非晶合金薄带的制造例如可W通过液体骤冷法(单漉法、双漉法、离屯、法等) 等公知的方法来进行。其中,单漉法是制造设备比较简单、且能够稳定制造的制造法,具有 优异的工业生产性。
[0085] 作为本发明的磁忍的形状,不仅可W为圆形,也可W为图4所示那样的矩形。另外, 本发明的磁忍可W由多条化基非晶合金薄带制作。进而,本发明的磁忍可W具有重叠、对接 (butt wa巧)的接合部。
[0086] 实施例
[0087] W下,列举实施例具体地说明本发明,但本发明不限定于运些实施例。
[0088] (实施例1)
[0089] -Fe基非晶合金薄带的制作-
[0090] 通过大气中的单漉法,利用W下所示的方法,制作170mm宽、24皿厚的长尺状的、组 成:Fe8i.7Si2Bi6Co.3(原子%)所示的Fe基非晶合金薄带(合金带)。组成比的单位为"原 子%"。
[0091] 具体而言,准备与图3所示的装置100同样的化基非晶合金薄带制造装置。此处,使 用W下的冷却漉。
[0092] 首先,在相蜗内制备由Fe、Si、B、C和不可避免的杂质形成的合金烙液下,也称 为Fe-Si-B-C系合金烙液)。详细而言,将由Fe、Si、B和不可避免的杂质形成的母合金烙解, 在所得烙液中添加碳,混合并使其烙解,从而制备用于制造上述组成的Fe基非晶合金薄带 的合金烙液。接着,从具有长边的长度25mmX短边的长度0.6mm的矩形(狭缝形状)的开口部 的烙液喷嘴的开口部,将该Fe-Si-B-C系合金烙液排出至旋转的冷却漉表面,使其骤冷凝 固,制作宽度:170mm、厚度:24WI1的化基非晶合金薄带30kg。
[0093] 渾e基非晶合金薄带的制作条件〉
[0094] ?冷却漉:?材质:Cu合金
[009引 ?直径:400mm
[0096] ?冷却漉表面的算术平均粗糖度Ra :0.3皿
[0097] ?合金烙液的排出压力:20k化
[009引 ?冷却漉的圆周速度:25m/s
[0099] ?合金烙液溫度:1300°C
[0100] ?烙液喷嘴前端与冷却漉表面的距离:200皿
[0101] 各元素的测定中,对于Si和B,通过ICP发射光谱分析法进行,对于C,通过氧气流中 燃烧-红外线吸收法进行。另外,Fe量是从100中减去Si、B和C的总量而求出的。
[0102] 上述组成的Fe基非晶合金薄带的饱和磁通密度(Bs)为1.63TdBs如下求出:使用宽 度10mm、长度120mm的化基非晶合金薄带,对该薄带长度方向施加2400A/m的直流磁场,同时 在热处理溫度:320°C、保持时间:2小时的条件下对实施了热处理的薄带施加8000A/m的磁 场,W测定的直流BH曲线的磁通密度的最大值(B8000)的形式而求出。
[0103] 另外,通过差示扫描热量计(DSC)求出的结晶开始溫度为49(TC。
[0104] -磁忍的制作-
[0105] 使用上述制作的Fe基非晶合金薄带,如图4所示那样,对规定尺寸的忍材切断成规 定尺寸并层叠后,将各合金薄带W具有重叠部分2的方式卷起,制作层叠体。
[0106] 接着,将制作好的层叠体在无磁场(OA/m的磁场)的环境下、W下述表所示的各保 持溫度(280°C,300°C,310°C,320°C,330°C,340°C,350°C,360°C )保持 1 小时,从而实施热处 理,制作本发明的磁忍(图4所示的化基非晶变压器磁忍I)和比较用的磁忍。
[0107] 另外,与上述另行地,将制作好的层叠体对磁路长度方向、即磁忍的圆周方向施加 12.5A/m、800A/m的直流磁场,同时在330°C下实施1小时的热处理,制作比较用的磁忍。
[0108] 最终制作好的磁忍的尺寸(图4所示的尺寸A、B、C、D)分别为A = 240mm、B = 80mm、C =50mm、D = 170mm。磁忍的槽满率(L巧为86 %,磁忍的有效截面积为73cm2。
[0109] 磁忍的槽满率LF是薄带的层叠体的截面积中的薄带截面积的比率,越接近100% 表示层叠体中薄带所占的比率越高。
[0110] 磁忍的槽满率如下算出:测定从Fe基非晶合金薄带切成为宽度W[mm]、长度2400 [mm]的尺寸的薄带片的质量M,根据下述式(a)求出Fe基非晶合金薄带的厚度根据 下述式(b)算出LF。
[0川]tl=M/(WX2400X非晶合金的密度[g/iW])...(曰)
[011引 LF = IOOX薄带的层叠数Xtl/C ??? (b
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