纳米晶合金微型磁芯制备方法、互感器制备方法及互感器与流程

本发明属于电力信号测量与传输感知，具体涉及纳米晶合金微型磁芯制备方法、互感器制备方法及互感器。

背景技术：

1、互感器是专门用来将大电流/电压量值按比例进行变换缩小的设备，主要工作在工频，如50hz或60hz。根据互感器的测量精度等级要求，可选用材质不同的软磁材料作为其磁芯材料。在绕组匝数、磁芯尺寸等参数相同的前提下，磁芯材料的磁导率越高，则互感器的测量误差越小，精度越高。

2、面对新型电力系统谐波分量占比不断提升的现状，计量及继保功能对谐波测量准确性提出了更高的要求。

3、现有的磁芯材料的宽频性能不佳，当频率高于工频后，互感器的宽频测量误差增大，无法满足测量准确度要求。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供纳米晶合金微型磁芯制备方法、互感器制备方法及互感器，以解决现有技术中互感器的频率特性无法满足测量准确度要求的问题。

2、第一方面，本发明提供一种纳米晶合金微型磁芯制备方法，包括以下步骤：

3、将成分配比确定的磁芯母合金备料高温熔炼为磁芯母合金熔液；

4、采用压力喷带方法将获取的所述熔液急速冷却为具有完全非晶状态的金属薄带；

5、将所述金属薄带加工成设计尺寸后进行卷绕，得到完全非晶状态的磁芯；

6、将所述完全非晶状态的磁芯采用真空高温加横向磁场进行热处理，得到纳米晶合金磁芯。

7、进一步地，所述成分配比确定的磁芯母合金备料包括五元素的铁基纳米晶合金带材、至少一种单一元素的物料；

8、所述五元素的铁基纳米晶合金带材包括以下五种元素：fe、si、b、cu、nb；

9、所述单一元素的物料包括以下任一种元素：co、zr、hf、c、ge、mn。

10、进一步地，所述具有完全非晶状态的金属薄带的厚度为5um至50um。

11、进一步地，将所述完全非晶状态的磁芯采用真空高温进行热处理，包括：

12、控制所述完全非晶状态的磁芯经历设定的温度处理时序；

13、所述设定的温度处理时序包括至少一个升温及保温阶梯、至少一个降温阶梯。

14、进一步地，所述控制所述完全非晶状态的磁芯经历设定的温度处理时序，包括：

15、热处理过程中，通过传热使得所述磁芯的本体温度按照所述温度处理时序变化。

16、进一步地，所述将所述完全非晶状态的磁芯采用横向磁场进行热处理，包括：

17、所述横向磁场与所述完全非晶状态的磁芯的长度方向平行；

18、所述横向磁场的大小由通电螺线管接入的直流电流的幅值确定。

19、进一步地，将所述金属薄带加工成设计尺寸后进行卷绕，得到完全非晶状态的磁芯，包括：

20、所述设计尺寸包括宽度，所述宽度为5mm至500mm；

21、将所述宽度的金属薄带沿长度方向进行卷绕，并造型为圆筒形、环形、跑道性、e形或u形的磁芯。

22、进一步地，所述成分配比确定的磁芯母合金备料包括五元素的铁基纳米晶合金带材、三种单一元素的物料；

23、所述五元素的铁基纳米晶合金带材包括以下五种元素：fe、si、b、cu、nb；

24、所述三种单一元素的物料包括以下任三种元素：co、zr、hf、c、ge、mn。

25、第二方面，本发明提供一种纳米晶合金磁芯微型互感器制备方法，包括以下步骤：

26、将如第一方面说明的纳米晶合金磁芯采用透磁性材料包裹，以形成保护外壳；

27、采用漆包线缠绕外部包裹有外壳的纳米晶合金磁芯，形成至少一个绕组。

28、第三方面，本发明提供一种纳米晶合金磁芯微型互感器，包括：

29、如第一方面说明的所述的纳米晶合金磁芯；

30、保护外壳，所述保护外壳由透磁性材料包裹所述纳米晶合金磁芯形成；

31、至少一个绕组，所述绕组采用漆包线缠绕外部包裹有所述保护外壳的纳米晶合金磁芯形成。

32、本发明提供的纳米晶合金微型磁芯制备方法通过改进带材元素配比，优化了磁饱和特性，使磁芯材料的饱和磁通密度达1.4t，具有更强的抗饱和能力。

33、本发明提供的纳米晶合金微型磁芯制备方法，基于对材料晶化温度、居里温度的测量，制定真空热处理温度处理时序和加磁电流的大小，得到的纳米晶合金磁芯具有较宽的线性度区间和良好的磁导率-频率特性。

34、下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

技术特征：

1.一种纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

5.如权利要求4所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述的纳米晶合金微型磁芯制备方法，其特征在于，

9.一种纳米晶合金磁芯微型互感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种纳米晶合金磁芯微型互感器，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开纳米晶合金微型磁芯制备方法、互感器制备方法及互感器。该制备方法，包括：将成分配比确定的磁芯母合金备料高温熔炼为磁芯母合金熔液；采用压力喷带方法将获取的所述熔液急速冷却为具有完全非晶状态的金属薄带；将所述金属薄带加工成设计尺寸后进行卷绕，得到完全非晶状态的磁芯；将所述完全非晶状态的磁芯采用真空高温加横向磁场进行热处理，得到纳米晶合金磁芯。如此，通过改进带材元素配比，优化了磁饱和特性，得到的纳米晶合金磁芯具有较宽的线性度区间和良好的磁导率‑频率特性，有利于提高测量准确度。

技术研发人员：王健,刘俭,刘俊杰,易姝慧,雷民,周峰,殷小东,袁瑞铭,刁赢龙,张军,李明,赵威,汪根荣,吴平,陈卓,余也凤
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31