專利名稱：電流變換器芯以及制造電流變換器芯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流變換器芯以及一種制造電流變換器芯的方法。
采用電能計數(shù)器在工業(yè)和家居環(huán)境中對電氣裝置和設(shè)備的耗電進(jìn)行計量。在此公知例如電機(jī)的費(fèi)拉里斯感應(yīng)計數(shù)器的原理等各種原理。所述費(fèi)拉里斯感應(yīng)計數(shù)器是基于對由與電流或者電壓成比例的場所驅(qū)動的一個圓盤的旋轉(zhuǎn)的測量。
現(xiàn)代計數(shù)器完全以電子方式進(jìn)行工作。有各種基于感應(yīng)原理測取電流的方法，其中按照數(shù)字方式處理電感的電流變換器和電壓變換器的輸出信號，并提供所述輸出信號用于測取耗電并且還可以用于遠(yuǎn)程讀取。
感應(yīng)電流變換器的電子能量計數(shù)器越來越多地應(yīng)用于家居環(huán)境中。在此，這種計數(shù)器在低成本制造性方面比其在技術(shù)上的考慮起更大的作用。這使得需要研發(fā)這種電流變換器特別經(jīng)濟(jì)的制造方法。需要測量的耗電電流在數(shù)毫安(mA)與100A之間的范圍內(nèi)或者在該范圍之外，其中需要能夠進(jìn)行簡單而精確的電能測量而同時要求與要測量的初級電流相比，該測量信號具有相對小的相位誤差和幅度誤差。除了精度要求以外，在較高生產(chǎn)能力的情況下，這種電流變換器材料成本也是非常重要的，尤其是電流變換器芯材料的成本是非常重要的。
對于一個電流變換器的相位誤差，一般有 式中RB＝負(fù)載電阻；RCu＝次級繞組電阻，δ＝變換器材料的損耗角L＝電流變換器的次級繞組電感量。
對于幅度誤差，有F(I)≈-RCu+RBω·L·sinδ---(2)]]>
式中L定義為L=N22·μ′·μ0·AFelFe---(3)]]>N2＝次級繞組匝數(shù)μ’＝變換器材料的磁導(dǎo)率(實(shí)部)μ0＝真空磁導(dǎo)率常數(shù)AFe＝鐵芯的橫截面面積LFe＝鐵芯的平均磁路長度。
在此為了實(shí)現(xiàn)體積較小并因而價格低廉但精度高的電流變換器就需要有盡可能高的磁導(dǎo)率芯。
為了計取較大的電流，變換器芯需要有一個較大的內(nèi)徑，這在小的鐵芯橫截面積AFe的情況下導(dǎo)致一種較小的芯外徑Da與芯內(nèi)徑Dl之比，所述比通常小于1.5，甚至小于1.25。然而這樣小的直徑比會導(dǎo)致芯的機(jī)械不穩(wěn)定性較大，并且使之對各種機(jī)械操作敏感。
由于上述原因，這樣的電流變換器芯至今都使用高磁導(dǎo)率的材料，例如鐵氧體或者玻莫合金材料。在此，鐵氧體的缺點(diǎn)是，磁導(dǎo)率相對較低并且相對強(qiáng)烈地與溫度相關(guān)。玻莫合金材料的特點(diǎn)是，盡管可以達(dá)到較低的相位誤差，然而其特性卻強(qiáng)烈地隨著要測量的電流或者磁芯的飽和程度而改變。盡管這種改變可以通過變換器的電子電路或者測量值的數(shù)字后處理進(jìn)行補(bǔ)償，但是這卻產(chǎn)生額外的高成本費(fèi)用。由于鐵氧體的易折斷性以及這兩種材料高的磁致伸縮系數(shù)和低的飽和感應(yīng)強(qiáng)度，所以不能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)省材料的小鐵芯橫截面積的電流變換器芯，即小直徑比Da/Di的電流變換器芯。
從現(xiàn)有技術(shù)中，例如EP0504674 B1，還公知采用有較高的飽和感應(yīng)強(qiáng)度的納米晶體材料制造的高磁導(dǎo)率磁芯，而且所述磁芯與上述本發(fā)明技術(shù)方案不同，僅僅擁有一個平坦的磁滯回線。由此得出在可實(shí)現(xiàn)磁導(dǎo)率(μ約為60,000至120,000)的情況下對具有大AFe的電流變換器芯的尺寸的束縛。盡管有其它的(尤其是在相位特性方面的)良好性質(zhì)，但是在卻不能夠經(jīng)濟(jì)地投入大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種在寬感應(yīng)強(qiáng)度范圍上有非常高的磁導(dǎo)率且成本低廉的電流變換器芯以及制造這樣一種高磁導(dǎo)率的電流變換器芯的方法。
該技術(shù)問題是獨(dú)立權(quán)利要求主題。有利的擴(kuò)展由從屬權(quán)利要求得出。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過提供芯外徑Da與芯內(nèi)徑Di之比小于1.5的電流變換器芯得以解決，所述芯具有一個飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|6|ppm和圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)為0.50≤Br/Bs≤0.85和Hcmax≤20mA/cm的，其中所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述軟磁的鐵基合金結(jié)構(gòu)的至少50％由平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)×CuyMzSivBw其中M選自一個V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者其中某些元素的組合并且另外有X+y+z+w＝100％且Fe+Co+Ni＝x＝100％-y-z-v-wCoa≤1.5％Nib≤1.5％Cu0.5≤y≤2％M 1≤z≤5％Si6.5≤v≤18％B 5≤w≤14％其中v+w＞18％，比例Br/Bs是剩磁Br與飽和感應(yīng)強(qiáng)度Bs之比。
最好該芯具有一個飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|2|ppm和圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)為0.50≤Br/Bs≤0.85以及Hcmax≤12mA/cm，其中所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，平均料顆粒大小為100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成了所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)xCuyMzSiyBw其中M是選自V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者是其中某些元素的組合并且另外有X+y+z+w＝100％，且Fe+Co+Ni＝X＝100％-y-z-v-wCoa≤0.5％Nib≤0.5％
Cu0.75≤y≤1.25％M 2≤z≤3.5％Si13≤v≤16.5％B 5≤w≤9％其中20≤v+w≤25％。
最好，電流變換器芯具有飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|0.8|ppm和圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)如下0.65≤Br/Bs≤0.80和Hcmax≤10mA/cm，其中所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成了所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)xCuyMzSiyBw其中M是選自V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者其中某些元素的組合并且另外有x+y+z+w＝100％且Fe+Co+Ni＝x＝100％-y-z-v-wCoa≤0.5％Nib≤0.5％Cu0.75≤y≤1.25％M 2≤z≤3.5％Si13≤v≤16.5％B 5≤w≤9％其中20≤v+w≤25％。
典型地電流變換器芯在50Hz或者60Hz的頻率時在H＝4mA的情況下，具有μ4＞90,000的磁導(dǎo)率，并且在在頻率為50Hz或者60Hz的情況下最大磁導(dǎo)率μmax＞350,000。此外電流變換器具有Bs≤1.3特拉斯的飽和感應(yīng)強(qiáng)度。在優(yōu)選的擴(kuò)展中，電流變換器芯在1mA/cm2的情況下，具有磁導(dǎo)率μ1＞90,000并且優(yōu)選地μ1＞140,000，并且理想地μ1＞180,000。
這樣的電流變換器芯非常適用于一種相位誤差小于1°的電流變換器。在此所述電流變換器芯通常被構(gòu)成為環(huán)帶芯，擁有至少一個初級繞組和至少一個次級繞組。
此外本發(fā)明還提出一種用于制造具有圓滑磁滯回線由納米晶體材料構(gòu)成的環(huán)形電流變換器芯的方法。目前采用至今公知的方法制造這種高度機(jī)械敏感的芯，尤其是在餾爐內(nèi)的堆疊中進(jìn)行熱處理的方法，并不能夠在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面令人滿意。本發(fā)明的技術(shù)問題通過制造環(huán)形變換器芯的方法得以解決，所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述芯外徑D對芯內(nèi)徑Di之比＜1.5，其中平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成了所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％，其包括以下的步驟a)制備一種合金熔液；b)借助于快速凝固技術(shù)由所述合金熔液制造一種非晶合金帶；c)無張力地把所述非晶帶卷成非晶電流變換器芯；d)熱處理不堆疊的非晶電流變換器芯，例如在最大程度地排除磁場影響的條件下，在制造納米晶體的電流變換器芯過程中進(jìn)行熱處理。然后通常進(jìn)行下列步驟e)例如通過浸漬、涂層、用適當(dāng)?shù)乃芰习?或而封裝制造成芯。
從而可以制造帶有高磁導(dǎo)率的圓滑的磁滯回線的電流變換器芯。由于Bs＝1.1至1.4特拉斯的高飽和感應(yīng)強(qiáng)度，因而感應(yīng)強(qiáng)度范圍存在較大的使用空間。該電流變換器芯在磁導(dǎo)率方面有良好的頻率特性而且具有較低的磁滯損耗。
對于電流變換器，通過“優(yōu)選地”采用上述合金組成可以達(dá)到特別優(yōu)良的特性，因?yàn)橛靡粋€適當(dāng)?shù)臒崽幚砉乜梢援a(chǎn)生飽和磁致伸縮的一個過零點(diǎn)。
利用這樣一種磁性材料可以制造帶有圓滑的磁滯回線的納米晶體芯，其中Br/Bs之比(剩磁密度被飽和磁通密度除)大于0.5至0.85。此外，磁導(dǎo)率μi＞100000，μmax＞350000并且達(dá)到可以在1.1特拉斯至1.4特拉斯之間的飽和感應(yīng)強(qiáng)度。通過高的起始磁導(dǎo)率和最高磁導(dǎo)率可以實(shí)質(zhì)上降低轉(zhuǎn)換器芯的橫截面積并且從而為大規(guī)模生產(chǎn)降低電流變換器芯的重量和成本。
已經(jīng)公知了納米晶體的軟磁的鐵基合金并且例如在EP0271657B1以及在WO03/007316A2中進(jìn)行了說明。
在這兩個于WO03/007316A2中說明的合金系中，平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成了所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％。這種軟磁的納米晶體合金越來越多地作為電感磁芯用于各種電子應(yīng)用領(lǐng)域。例如這可以參閱EP0299498B1。
可以借助于所謂的快速凝固技術(shù)(例如借助熔化旋轉(zhuǎn)或者平面流澆鑄)制造所述納米晶體合金。在此，首先制備一種合金熔液，接著通過從熔化狀態(tài)進(jìn)行快速淬火制造一種首先是非晶的合金帶。以上說明的合金要求約106K/sec的冷卻速度。這借助于熔化旋轉(zhuǎn)方法達(dá)到，其中通過一個狹窄的噴嘴把熔液噴到一個快速旋轉(zhuǎn)的冷卻輥上，并且在此凝固成一種薄帶。這種方法使得能夠用一個工作進(jìn)程以10至50m/sec的速度直接從熔液連續(xù)地制造薄帶和薄膜，其中帶厚可以是14至50微米并且?guī)捒梢允菐讉€厘米。
然后把這種借助于快速凝固技術(shù)制造的初步非晶的帶卷成幾何上寬松可變的磁芯，其中這種磁芯可以是橢圓、矩形或者圓形的。
實(shí)現(xiàn)良好軟磁特性的中心步驟是至此還是非晶的合金帶的“納米結(jié)晶”。這種合金帶的軟磁特性仍然欠佳，因?yàn)樗屑s25×10-6的相對高的磁致伸縮系數(shù)|λs|。在進(jìn)行針對所述合金的結(jié)晶熱處理時出現(xiàn)一種精細(xì)結(jié)構(gòu)，也就是出現(xiàn)一種其中至少50％的體積由一個立方空間集中的FeSi微晶占據(jù)的合金結(jié)構(gòu)。這種微晶嵌入在一個金屬和類金屬非晶的殘余相中。例如在G.Herzer，IEEE Transaction onMagnetics，25(1989)，第3327頁中說明了出現(xiàn)精細(xì)結(jié)晶結(jié)構(gòu)以及從而大幅度改善軟磁特性的固體物理學(xué)基礎(chǔ)。然后通過得到的隨機(jī)取向納米晶體“結(jié)構(gòu)”的結(jié)晶各向異性K1出現(xiàn)良好的軟磁特性，譬如高的磁導(dǎo)率或者小的磁滯損耗。
根據(jù)從EP0271657B1或者0299498B1公知的現(xiàn)有技術(shù)把所述非晶帶首先在特殊的卷帶機(jī)上盡可能無張力地卷成環(huán)帶芯。為此首先把非晶帶卷成圓帶芯并且(如果需要)借助于適當(dāng)?shù)某尚凸ぞ咧瞥刹煌趫A形的形狀。然而通過采用適當(dāng)?shù)木眢w還可以直接地在卷制中達(dá)到所述與圓形不同的環(huán)帶芯形狀。
然后根據(jù)該現(xiàn)有技術(shù)在一個所謂的淬火爐中對所述無張力卷制的環(huán)帶芯進(jìn)行結(jié)晶熱處理，所述熱處理有助于所述納米晶體結(jié)構(gòu)的老化。在此上下疊放所述環(huán)形芯并且送進(jìn)一個這樣的爐中。事實(shí)表明這樣的方法的缺點(diǎn)在于，由于弱的雜散磁場，例如地磁場，在磁芯堆疊中感生出磁性值的位置相關(guān)性。例如在堆疊邊緣有高的磁導(dǎo)率值的同時還有一種內(nèi)在性決定的高于60％的剩磁率，而在堆疊中心區(qū)域由于或多或少突出的平坦的磁滯回線體現(xiàn)出磁導(dǎo)率和剩磁的較低磁性值。此外，在電流變換器專用芯尤其是用小的Da/Di比實(shí)施的堆疊加熱可導(dǎo)致顯著地積械形變，這引起磁特性劣化。
在所說明的納米合金系中典型地在Ta＝440℃至620℃的溫度下進(jìn)行所述納米晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)整，其中所需要的加熱時間可以在幾分鐘至大約12小時之間。尤其是從US 5,911,840中公知，如果在為結(jié)晶所要求的250℃至480℃的溫度以下采用0.1至10小時持續(xù)時間的靜態(tài)溫度曲線平臺來松馳磁芯，在具有圓滑的B-H回線的納米磁芯中就可以達(dá)到μmax＝76,000的最高磁導(dǎo)率。然而這增加了熱處理的持續(xù)時間并且從而降低經(jīng)濟(jì)性。
由于根據(jù)本發(fā)明在熱處理時分散電流變換器芯，使得每一單個的環(huán)帶芯有相同的磁性條件。在這種情況下，與芯堆疊相反的單個芯的大退磁系數(shù)防止了軸向磁化。這種對每個單個電流變換器芯相同的靜磁結(jié)晶條件得到對任何特定的幾何的和/或熱力學(xué)原因的磁性值分散的限制。從而可以排除堆疊決定的場聚束效應(yīng)。
為了使導(dǎo)致磁導(dǎo)率降低的磁彈性各向異性最小化，按照以下方式確定所述合金組成的熱處理使得相互平衡細(xì)結(jié)晶顆粒的磁致伸縮量和非晶殘余相的磁致伸縮量，并且從而達(dá)到一種最小的λs＜2ppm，優(yōu)選地甚至＜0.8ppm的磁致伸縮。另一方面，與在淬火爐中的堆疊加熱相反所說明的工藝方法使之能夠進(jìn)行芯的無張力加熱。最后一點(diǎn)正是對于在此考慮大多數(shù)情況的小直徑比例Da/Di的機(jī)械上不穩(wěn)定的電流變換器芯具有很大的優(yōu)點(diǎn)。這一方面降低了磁晶各向異性，另一方面，所述芯盡管有很小的機(jī)械穩(wěn)定性卻保持其多數(shù)情況下圓的形狀。此外在單個電流變換器芯的連續(xù)工藝過程中不在相互之間或者不與其它部分發(fā)生可能變形或者形成張力的接觸是重要的，并且另一方面實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣體環(huán)境也是重要的，所述保護(hù)氣體環(huán)境防止表面氧化或者表面結(jié)晶。為此目的可以設(shè)置一種還原性氣體環(huán)境，尤其是設(shè)有一種干燥氣體。
為了滿足應(yīng)用決定的對小的復(fù)數(shù)磁導(dǎo)率虛部的要求，事實(shí)表明在卷制以前電絕緣地涂覆所述非晶形的帶是有利的，在降低磁滯損耗方面需要所述小的磁導(dǎo)率虛部。這導(dǎo)致小的損耗角δ并且從而導(dǎo)致公式(2)中的幅度誤差的最小化。
根據(jù)不同的要求，所述涂層可以選地通過一個浸漬方法、直通方法、噴濺方法或者電解方法進(jìn)行。還可以擬定在卷制以后把所述電流變換器芯浸漬在一種絕緣介質(zhì)中。
選擇所述絕緣介質(zhì)使其在一個方面良好地粘附在帶表面上，另一方面不會造成可能導(dǎo)致?lián)p害磁體特性的表面反應(yīng)。與如本發(fā)明所述的合金系相關(guān)聯(lián)，建議使用元素Ca、Mg、Al、Ti、Zr、Hf、Si的氧化物、丙烯酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽和鉻酸鹽。
特別有利地是事實(shí)表明在所述帶表面上設(shè)置一種液體含鎂的中間產(chǎn)品，所述液體含鎂中間產(chǎn)品在一個特殊的不影響合金的熱處理中轉(zhuǎn)變成一個厚的氧化鎂層，其厚度大致可以在30nm至1mm之間并且所述氧化鎂層牢固地粘附在所述帶表面上。
在熱處理以后接著制造所述磁芯，例如通過浸漬、涂層、用適當(dāng)?shù)乃芰习?或封裝。
在例如通過在保護(hù)槽中粘貼的封裝過程中必須注意由張力決定的幅度誤差和相位誤差隨著溫度的變化而發(fā)生變化。在采用一種軟彈性膠合材料時，事實(shí)表明不論是高于室溫還是低于室溫，任何溫度變化都會導(dǎo)致附加的電流變換器誤差的附加的線性偏離。因此在芯上出現(xiàn)拉張力和壓長力，所述張力由于的槽材料的膠合材料的彈性性能傳遞?？梢酝ㄟ^用一種軟塑料的不反應(yīng)的糊膏取代一種軟彈性的反應(yīng)膠合材料作為填充物。從而可以在-40℃至+85℃的測量范圍內(nèi)近似恒定地保持線性值。
本發(fā)明除了涉及制造如權(quán)利要求1所述的電流變換器芯的方法以外還涉及按照該方法制造的相位誤差＜1°的電流變換器用電流變換器芯。
事實(shí)表明，通過以同時說明環(huán)境條件和用所指出的合金系進(jìn)行的所述溫度處理，可以在具有這樣制造的電流變換器芯的電流變換器的情況下實(shí)現(xiàn)特別小的相位誤差。
然而在制造一個電流變換器時還分別需要設(shè)置初級繞組和次級繞組。
綜上所述，為了在高的起始磁導(dǎo)率和最高磁導(dǎo)率的情況下達(dá)到圓滑的磁滯回線或者一個很小的矯頑磁場(Hc＜15mA/cm)尤其是為了要在熱處理后產(chǎn)生各向異能Kges＞21/m3的小的各向異性，下面的條件是重要的或者說是有利的I.在熱處理過程中必須防止外部的磁場，還必須防止由于地磁場的通量聚束產(chǎn)生的外部磁場。
II.避免所述帶材料內(nèi)部的張力，例如由于表面氧化或者結(jié)晶產(chǎn)生的帶材料內(nèi)部的張力。
III.在熱處理過程中避免在芯內(nèi)部或者外部由于無張力的卷制、放置加熱和在熱處理中平衡磁致伸縮而作用在芯上的張力IV.避免在固化時的張力V.避免在使用電流變換器芯時的張力，也就是說在繞線和安裝進(jìn)電流變換器時的張力。
通過如本發(fā)明所述的方法，能夠制造外徑與內(nèi)徑之比＜1.5的機(jī)械上不穩(wěn)定的電流變換器芯。用常規(guī)的方法，尤其是用熱處理時堆疊的常規(guī)方法，無法制造這樣的電流變換器芯，因?yàn)樵诓僮鬟M(jìn)或者傳送進(jìn)爐中時芯容易受損害或者產(chǎn)生內(nèi)部張力。
在結(jié)晶過程中，就是說在所說明的熱處理過程中必須注意，這涉及一種放熱反應(yīng)，并且必須從芯導(dǎo)出所釋放出的結(jié)晶熱。優(yōu)選地不堆疊的非晶環(huán)芯的熱處理在熱沉上進(jìn)行，所述熱沉有高的熱容和高的熱導(dǎo)率。所述熱沉的原理已經(jīng)從JP03 146 615 A2所公知。然而在該專利中卻只在靜態(tài)加熱的情況下使用所述熱沉。在此熱沉材料尤其考慮金屬或者金屬合金。事實(shí)表明尤其是金屬銅、銀以及導(dǎo)熱的鋼特別適用。
然而還可能在一種陶瓷制造的熱沉上進(jìn)行所述熱處理。此外還可以設(shè)想一種本發(fā)明的擴(kuò)展，其中把要熱處理的非晶環(huán)帶芯放在陶瓷粉末或者金屬粉末尤其是金屬銅粉末的成型床中。
作為陶瓷材料，事實(shí)表明尤其是氧化鎂、氧化鋁和氮化鋁特別適合用作大陶瓷板或者陶瓷粉末床。
在大約450℃至約620℃的溫度區(qū)間進(jìn)行結(jié)晶熱處理。在此，該流程通常在不同的溫度階段進(jìn)行以引入結(jié)晶過程和老化所述結(jié)構(gòu)，就是說平衡磁致伸縮。
優(yōu)選地采用一種爐進(jìn)行按照本發(fā)明的熱處理，其中該爐具有一個爐殼，所述爐殼有至少一個熱處理區(qū)和一個加熱源、用不堆疊的非晶磁芯給所述熱處理區(qū)裝料的裝置、用于穿過所述熱處理區(qū)傳送不堆疊的非晶磁芯的裝置和從所述熱處理區(qū)取出不堆疊的熱處理了的納米晶體磁芯的裝置。
優(yōu)選地在這種爐的熱處理區(qū)中充以一種保護(hù)氣體。
在本發(fā)明的一個第一實(shí)施方式中，所述爐殼具有一個塔爐的構(gòu)形，其中熱處理區(qū)豎直地伸展。用于穿過所述豎直的熱處理區(qū)傳送不堆疊的非晶磁芯的裝置在此優(yōu)選地是一種豎直伸展的傳送帶。
所述豎直伸展的傳送帶在此具有垂直于所述傳送帶的由較高熱容的材料制造的接觸面，也就是說或用開篇部分所說明的金屬或用開篇部分所說明的陶瓷制造的高熱容和高熱導(dǎo)率的接觸面。在此，所述環(huán)帶芯放置在所述接觸面上。
在此所述豎直伸展的熱處理區(qū)優(yōu)選地分成多個分開的熱處理區(qū)，所述分開的熱處理區(qū)設(shè)有分開的加熱調(diào)節(jié)裝置。
如本發(fā)明所述爐的一個可供選擇的替代方案中，所述爐具有一種塔爐的構(gòu)形，其中熱處理區(qū)水平地伸展。在此所述水平伸展的熱處理區(qū)還是分成多個分開的熱處理區(qū)，所述分開的熱處理區(qū)設(shè)有分開的加熱調(diào)節(jié)裝置。作為穿過水平伸展的熱處理區(qū)傳送不堆疊的非晶環(huán)帶芯的裝置設(shè)置至少一個，但是優(yōu)選地多個轉(zhuǎn)盤樣繞塔爐放置的接觸面平板。
在其上放置電流變換器芯的所述接觸面平板還是全部或者部分地由較高熱容和較高熱導(dǎo)率的材料構(gòu)成。在此特別考慮由開篇部分所說明的金屬，例如銅、銀或者導(dǎo)熱鋼構(gòu)成的平板，或者由陶瓷構(gòu)成的平板。
在所述爐的一個第三可供選擇的實(shí)施方式中所述爐具有一個爐殼，所述爐殼具有水平直通的構(gòu)形，其中熱處理區(qū)還是水平伸展。該實(shí)施方式尤其是優(yōu)選的，因?yàn)檫@樣一種爐可以相時簡單地制造。
在此，設(shè)置一個傳送帶作為用于穿過水平伸展的熱處理區(qū)傳送不堆疊的非晶環(huán)帶芯的裝置，其中所述傳送帶還是設(shè)有接觸面，所述接觸面由較高熱容和較高熱導(dǎo)率的材料構(gòu)成，在其上放置環(huán)帶芯，在此還是考慮開篇部分所說明的金屬和/或陶瓷材料。
典型地在此所述水平伸展的熱處理區(qū)還是分成多個分開的熱處理區(qū)，所述分開的熱處理區(qū)設(shè)有分開的加熱調(diào)節(jié)裝置。
下面借助于附圖舉例地說明本發(fā)明。在附圖中

圖1示意地用橫向剖視圖示出一個帶有豎直伸展的傳送帶的塔爐，圖2示出多件的轉(zhuǎn)盤爐，圖3示出帶有水平伸展的傳送帶的直通爐，圖4示意地示出一個電流變換器，圖5示出一個電流變換器的電原理圖，圖6示出一個如本發(fā)明所述的電流變換器芯的相位特性，圖7示出按照不同的熱處理用不同的磁性材料制造的電流變換器芯的磁導(dǎo)率特性的概況，圖8a、圖8b、圖8c示出按照直通加熱(圖8a)和按照堆疊加熱無磁場(圖8b)和有磁場(圖8c)的，擁有小的Da/Di之比的電流變換器典型的環(huán)帶芯的狀態(tài)，而圖9a和圖9b示出用不同的材料制造的電流變換器芯電流變換器的幅度誤差和相位誤差。
尤其是為產(chǎn)生所謂圓滑的磁滯回線需要在盡可能無磁場并且設(shè)定精確的溫度條件下，允許出現(xiàn)精細(xì)納米晶體結(jié)構(gòu)并使精細(xì)納米晶體結(jié)構(gòu)老化的加熱方法。所開篇部分所說明，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)加熱通常在所謂的淬火爐中進(jìn)行，電流變換器芯上下疊放地饋入所述淬火爐中。
這種方法的決定性的缺點(diǎn)是，通過弱的雜散磁場，例如地磁場或者類似的雜散磁場由于磁場偏轉(zhuǎn)效應(yīng)或者集束效應(yīng)會導(dǎo)致磁芯堆疊中磁特性值與位置相關(guān)。
除了靜磁效應(yīng)以外，在淬火爐中的堆疊加熱還有其它的缺點(diǎn)隨著磁芯重量的增加，結(jié)晶過程中放出的熱只能夠不完全地向環(huán)境釋放。其結(jié)果導(dǎo)致堆疊的磁芯過熱，這種過熱可能導(dǎo)致較低的磁導(dǎo)率并且導(dǎo)致高的矯頑磁場強(qiáng)度。為了克服這些問題必須置于在進(jìn)入結(jié)晶的的范圍，也就是約450℃的溫度進(jìn)行非常長時間的加熱，這是不經(jīng)濟(jì)的。在此典型升溫速度在0.1至0.2K/min，由此僅運(yùn)行達(dá)到490℃的范圍就要7個小時之久。
可以較比經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)的對淬火爐中堆疊加熱的可供選擇的大技術(shù)替代方案在于直通加熱單個的分開的電流變換器芯。通過由所述直通方法分散電流變換器芯為每個單個的電流變換器芯創(chuàng)建相同的靜磁和熱力學(xué)條件。
對于直通加熱典型的快速升溫速度本身可以在分散的磁芯的情況下導(dǎo)致放熱的熱進(jìn)程，這可以隨著芯重量而損害磁體特性。這種效應(yīng)可以通過慢的加熱對抗。
然而因?yàn)檠舆t加熱會導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)地加倍直通路段的長度，這個問題可以通過引入用良好導(dǎo)熱的金屬的吸熱的基底(熱沉)解決或者通過金屬的或者陶瓷的粉末床解決。事實(shí)表明，銅板特別適用，因?yàn)殂~板有高的熱容和非常高的傳導(dǎo)率。由此可以對磁芯在額側(cè)刻吸取放熱產(chǎn)生的結(jié)晶熱。此外這種熱沉降低了芯的實(shí)際加熱速率，由此可以進(jìn)一步地限制放熱的過溫。
所述熱沉的熱容例如可以通過改變板厚適配芯的質(zhì)量和高度。在理想的匹配情況下可以如此在一個寬的重量范圍上得突出的磁特性值(μmax(50Hz)＞350000；μ4＞90000)。在如本發(fā)明所述的制造情況下，如圖7所示這進(jìn)一步地考慮至今用NiFe或者用納米晶體材料制造的帶有平坦的磁滯回線的電流變換器芯。
圖1示意地圖示出一個用于實(shí)施如本發(fā)明所述的熱處理的塔爐。在此所述塔爐有一個爐殼，其中熱處理區(qū)豎直地伸展。在此不堆疊的非晶電流變換器芯通過一個豎直伸展的傳送帶穿過一個豎直伸展的熱處理區(qū)傳送。
在此所述豎直伸展的傳送帶具有垂直于傳送帶的熱沉，所述熱沉用有較高的熱容的材料制造，優(yōu)選地用銅制造。在此所述電流變換器芯以其額面貼放在接觸面上。在此所述豎直伸展的熱處理區(qū)劃分成多個分開的加熱區(qū)，所述加熱區(qū)設(shè)有分開的加熱控制裝置。
圖1中具體示出加熱物品取出裝置104、保護(hù)氣體閘105、110、加熱物品進(jìn)料裝置109、帶有還原性氣體或者鈍化保護(hù)氣體的熱處理區(qū)107、結(jié)晶區(qū)133、加熱區(qū)134、老化區(qū)106、傳送帶108、爐殼132、作為電流變換器芯102的執(zhí)熱沉的接觸面103、保護(hù)氣體閘101。
圖2中示出這樣的爐的另一個實(shí)施方式。在此所述爐的構(gòu)形仍然是一種塔爐，然而其中熱處理區(qū)卻是水平伸展的。在此所述水平伸展的熱處理區(qū)還是劃分成多個分開的加熱區(qū)，所述加熱區(qū)設(shè)有分開的加熱控制裝置。作為穿過該水平伸展的熱處理區(qū)傳輸不堆疊的非晶環(huán)帶芯的裝置還是一個，但是優(yōu)選地多個，繞所述塔爐軸線旋轉(zhuǎn)的接觸面平板，所述接觸面平板起熱沉的作用。
所述接觸面平板還是全部或者部分地用較高熱容和較高熱導(dǎo)率的材料構(gòu)成，所述磁芯以其額面貼放在接觸面上。
圖2詳細(xì)中示出作為熱沉的旋轉(zhuǎn)的接觸面111、電流變換器芯112、加熱物品進(jìn)料裝置113、帶有還原性氣體或者鈍化保護(hù)氣體的熱處理區(qū)114、熱處理區(qū)115、結(jié)晶區(qū)116、熱處理區(qū)117、老化區(qū)118、帶有還原性氣體或者鈍化保護(hù)氣體的加熱室120、加熱物品取出裝置121保護(hù)氣體閘119。
圖3最后示出一個爐的一個第三實(shí)施方式，其中所述爐殼具有一個水平直通爐的構(gòu)形。該實(shí)施方式是特別優(yōu)選的，因?yàn)檫@樣一種爐與以上說明的兩個爐相反，其可以用較低的成本制造。
在此把實(shí)施成環(huán)帶芯的電流變換器芯通過一個傳送帶傳送過所述水平伸展的熱處理區(qū)，其中所述傳送帶優(yōu)選地還是設(shè)有起熱沉作用的接觸面。特別優(yōu)選地在此還是銅板。在傳送裝置的一個可供選擇的替代擴(kuò)展中，所述平板用輥?zhàn)右龑?dǎo)穿過所述爐殼作為熱沉。
如從圖3可以看出，所述水平伸展的熱處理區(qū)還是劃分成多個分開的加熱區(qū)，所述加熱區(qū)設(shè)有分開的加熱控制裝置。具體地在圖3中示出帶有鈍性氣體的吹凈區(qū)122、熱處理區(qū)123、、結(jié)晶區(qū)124、熱處理區(qū)125、老化區(qū)126、冷卻區(qū)127、帶有鈍性氣體的吹凈區(qū)128、電流變換器芯129、帶有保護(hù)氣體的熱處理區(qū)130傳送帶131。
圖4大致示出一個電流變換器，所述電流變換器帶有一個電流變換器芯1、一個初級電流線2以及一個以線圈形式繞在所述電流變換器芯上的次級導(dǎo)線3。所述電流變換器芯1構(gòu)成為一種圓環(huán)并且具有在圖中所示的直徑Da(外徑)和Di(內(nèi)徑)。在此所述Da和Di基于所述芯的磁性材料。如前文已經(jīng)說明，所述芯的特點(diǎn)在于小的Da/Di比，其中Da/Di＜5，甚至＜1.25。在此，只能夠用如本發(fā)明所述的熱處理方法無張力和/或形變地制造具有這樣小的直徑比由納米晶體材料制造的電流變換器芯。
初級導(dǎo)線2一方面可以被構(gòu)成為穿過所述電流變換器的單個導(dǎo)線，另一方面作為可供選擇的替代還可以構(gòu)成為類似于次級導(dǎo)線3的繞組。
圖5示出一個如圖4中三維圖示的電流變換器的電原理圖，其中相同的標(biāo)號指代相同的元件。
圖6用第一曲線4示出初級磁場Hprim的場強(qiáng)。第二曲線5示出感應(yīng)的反向磁場或者說電流變換器場Hsek，而第三曲線6示出在電流變換器芯中的通量密度。
在圖中除了相位誤差φ以外，還示出Hprim與Hsek之間的角差。
下面說明一些選取的實(shí)施例，用這些實(shí)施例表明本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的比較例1根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用玻莫合金以87％的填充系數(shù)和7，45g的重量制造尺寸為11×16×5.5mm的一種電流變換器芯。從圖7(曲線1)讀出的磁導(dǎo)率在μ4＝170,000。根據(jù)圖9a(曲線11)在初級繞組數(shù)為1和次級繞組數(shù)2500并且負(fù)載電阻12.5Ω時在60A的額定電流的情況下只在一個非常有限的電流范圍達(dá)到如根據(jù)本發(fā)明的例3那樣的精度最大可映射的電流范圍由于0.74T的較低的飽和感應(yīng)強(qiáng)度只能夠達(dá)75A；在1A以下相時于例3相位誤差φ以不可接受的方式上升。
例2用Fe75.5Cu1Nb3Si12.5B8合金卷制一個尺寸為47×38×5mm(填充系數(shù)80％)的芯。熱處理在一個淬火爐中按堆疊加熱進(jìn)行，其中結(jié)構(gòu)老化和平衡磁致伸縮在567℃的溫度下進(jìn)行1小時。接著在橫向場下于422℃的溫度進(jìn)行3小時的熱處理。然而為了避免放熱造成的過熱在430℃至500是用0.1℃/min速度加熱。由此整個在H2中進(jìn)行的熱處理持續(xù)約19小時，然而卻還是非常不經(jīng)濟(jì)的。由于在加熱過程中力的作用導(dǎo)致如圖8c中所示的芯形狀。由于對應(yīng)于現(xiàn)有技術(shù)的橫向場，并且由于由場力造成的機(jī)械損傷相對小，根據(jù)從圖7(曲線12)磁導(dǎo)率在μ4＝140,000。根據(jù)圖9a(曲線22)該芯遠(yuǎn)差于現(xiàn)有技術(shù)的晶體從而摒棄不用，因?yàn)樗鲭娏髯儞Q器的相位角在一個寬的電流范圍內(nèi)過大。
例3把組成為Fe73.5Cu1Nb3Si12.5B8的快速凝固帶切成6mm寬度，用MgO保護(hù)隔離并且無張力地卷制成一個尺寸為23.3×20.8×6.2mm(填充系數(shù)80％)且Da/Di之比很小的環(huán)帶芯。接著把該3.16克重的芯在一個如圖3所示的水平的直通爐中熱處理，在此全部熱處理時間為43分鐘。作為支架采用4mm厚的銅板。在此從結(jié)晶區(qū)中的440℃的溫度下上升到老化區(qū)中的568℃的溫度，并且在該溫度保持恒定20分鐘。在圖7中(曲線13)中示出的材料的磁導(dǎo)率在μ4＝276,000。所述芯通過一種塑料樹脂覆層無張力地固定并且根據(jù)圖4繞有一個匝數(shù)Nsec＝2500的次級線圈，并且根據(jù)圖5接有一個12.5Ω的負(fù)載電阻。最終獲得的電流變換器非常適合于60A的額定電流。其中由于高Bs＝1.22T的飽和感應(yīng)強(qiáng)度可以有達(dá)到129A的最高可映射的電流范圍。如借助于圖9a(曲線23)可看出的最高相位誤差φ在0.17°。
例4把同樣的合金卷成為尺寸為47×38×5mm的芯。然而熱處理卻按堆疊加熱在一個淬火爐中進(jìn)行，其中結(jié)構(gòu)老化和平衡磁致伸縮的熱處理在567℃的溫度下進(jìn)行1小時。然而為了避免過變放熱，在440℃與500℃之間以0.1℃/min的速度極慢地升溫加熱。由此全部熱處理持續(xù)大約16小時因而是非常不經(jīng)濟(jì)的。由于在淬火爐中芯堆疊的機(jī)械壓力因其幾何形狀機(jī)械上非常不穩(wěn)定的芯如圖8b所示表現(xiàn)出形變。由于這種損害和靜磁的椎疊效應(yīng)磁導(dǎo)率非常低并且如圖7(曲線14)所示在μ4＝77,000。從而這種芯差于現(xiàn)有技術(shù)的晶體并且加以擯棄，因?yàn)楦鶕?jù)圖9b(曲線24)相位誤差φ過大。
例5把組成為Fe73.5Cu1Nb3Si14B8.5的快速凝固帶切成6mm寬度，用MgO保護(hù)隔離并且無張力地卷制成一個尺寸為23.3×20.8×6.2mm(填充系數(shù)80％)且Da/Di之比很小的環(huán)帶芯。接著把該3.16克重的芯在一個如圖3所示的水平的直通爐中熱處理，在此全部熱處理時間為43分鐘。作為支架采用8mm厚的銅板。在此結(jié)晶區(qū)的溫度是462℃并且在老化區(qū)中的溫度是556℃。在圖7中曲線15中示出的材料的磁導(dǎo)率在μ4＝303,000。所述芯封裝在塑料槽中，根據(jù)圖4繞有一個匝數(shù)Nsec＝2500的次級線圈，并且根據(jù)圖5接有一個12.5Ω的負(fù)載電阻。最終獲得的電流變換器極其適用于60A的額定電流。其中由于高Bs＝1.22T的飽和感應(yīng)強(qiáng)度可以有達(dá)到132A的最高可映射的電流范圍。如借助于圖9b(曲線25)可看出的相位誤差φ最高在0.12°。
例6把組成為Fe73.5Cu1Nb3Si14B8.5的快速凝固帶切成6mm寬度，用MgO保護(hù)隔離并且如例2和例4那樣無張力地卷制成一個尺寸為47×38×5mm(填充系數(shù)80％)且Da/Di之比很小的環(huán)帶芯。接著把該芯在一個如圖3所示的水平的直通爐中熱處理，在此金部熱處理時間為180分鐘。作為支架采用2mm厚的銅板。在此結(jié)晶區(qū)的溫度是455℃并且在進(jìn)行150分鐘的老化區(qū)中的溫度是545℃。在圖7中曲線16中示出的材料的磁導(dǎo)率在μ4＝160,000。如圖8a所示在直通加熱以后該芯保持圓形。
所述芯用CVD方法包裹上一個薄的塑料層，并且根據(jù)圖4繞有一個匝數(shù)Nsec＝2500的次級線圈并且根據(jù)圖5接有一個12.5Ω的負(fù)載電阻。最終獲得的電流變換器極其適用于60A的額定電流。其中由于高的Bs＝1.3T的飽和感應(yīng)強(qiáng)度可以有達(dá)到172A的最高可映射的電流范圍。如借助于圖9b(曲線26)可看出的相位誤差φ最高在0.27°。
例7把組成為Fe73.5Cu1Nb3Si14B8.5的快速凝固帶切成6mm寬度，用MgO保護(hù)隔離并且如例2和例4那樣無張力地卷制成一個尺寸為47×38×5mm(填充系數(shù)80％)且Da/Di之比很小的環(huán)帶芯。接著把該芯在一個如圖3所示的水平的直通爐中熱處理。采用6mm厚的銅板作為支架。在此用5分鐘穿過整個加熱區(qū)。調(diào)節(jié)的溫度為490℃。該芯保持對應(yīng)于圖8a的圓的幾何形狀。磁導(dǎo)率與例6的磁導(dǎo)率可較。
所述芯通過浸漬環(huán)氧樹脂固定并且如例6中那樣進(jìn)一步加工成電流變換器。對應(yīng)地所述電流變換器數(shù)據(jù)與例6所說明的電流變換器數(shù)據(jù)可以相比較。
權(quán)利要求
1.電流變換器芯，所述芯的外徑Da與芯的內(nèi)徑Di之比小于1.5，該電流變換器芯具有飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|4|ppm以及圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)為0.50≤Br/Bs≤0.85以及Hcmax≤20mA/cm，其中所述電流變換器芯由軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述軟磁的鐵基合金結(jié)構(gòu)的至少50％由平均料顆粒大小為100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)xCuyMzSivBw其中M是選自V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者是其中某些元素的組合，并且x+y+z+w＝100％，和Fe+Co+Ni＝x＝100％-y-z-v-wCoa≤1.5％Nib≤1.5％Cu0.5≤y≤2％M 1≤z≤5％Si6.5≤v≤18％B 5≤w≤14％其中v+w＞18％。
2.如權(quán)利要求1所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯具有一個飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|2|ppm和圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)為0.50≤Br/Bs≤0.70以及Hcmax≤10mA/cm，其中所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％由平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)xCuyMzSvBw其中M是選自V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者其中某些元素的組合，并且x+y+z+w＝100％，和Fe+Co+Ni＝x＝100％-y-z-v-wCoa≤0.5％Nib≤0.5％Cu0.75≤y≤1.25％M 2≤z≤3.5％Si13≤v≤16.5％B 5≤w≤9％其中20≤v+w≤25％。
3.如權(quán)利要求2所述的電流變換器芯，其中，所述電流變換器芯具有一個飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|0.8|ppm和圓滑的磁滯回線，該圓滑的磁滯回線的參數(shù)為0.65≤Br/Bs≤0.50以及Hcmax≤10mA/cm，其中所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％由平均料顆粒大小為100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成，并且所述鐵基合金主要具有以下的組成(Fex-aCoaNib)xCuyMzSivBw其中M是一個V、Nb、W、Ta、Zr、Hf、Ti、Mo的組中的一種元素或者是其中某些元素的組合，并且x+y+z+w＝100％，和Fe+Co+Ni＝x＝100％-y-z-v-wCoa≤0.5％Nib≤0.5％Cu0.75≤y≤1.25％M 2≤z≤3.5％Si13≤v≤16.5％B 5≤w≤9％其中20≤v+w≤25％。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯具有μ4＞90,000。
5.如權(quán)利要求1至3之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯具有μmax＞350,000。
6.如權(quán)利要求1至3之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器的的飽和感應(yīng)強(qiáng)度為Bs≤1.4特拉斯。
7.如權(quán)利要求1至3之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯的相位誤差小于1°。
8.如權(quán)利要求1至3所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯被構(gòu)成為環(huán)帶芯，具有至少一個初級繞組和至少一個次級繞組。
9.環(huán)形電流變換器芯的制造方法，所述電流變換器芯由一種軟磁的鐵基合金構(gòu)成，所述芯外徑D與芯內(nèi)徑Di之比小于1.5，其中所述合金結(jié)構(gòu)的至少50％由平均料顆粒大小100nm或者以下的細(xì)小微晶顆粒構(gòu)成，該方法包括以下步驟a)制備一種合金熔液；b)借助于快速凝固技術(shù)由所述合金熔液制造一種非晶合金帶；c)無張力地把所述非晶帶卷成非晶電流變換器芯；d)在最大程度排除磁場影響的條件下，在形成納米晶體的電流變換器芯的實(shí)施過程中對不堆疊的非晶電流變換器芯進(jìn)行熱處理。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行所述熱處理。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在還原性氣體環(huán)境中進(jìn)行所述熱處理。
12.如權(quán)利要求9至11之一所述的方法，其中，在卷繞之前，以電絕緣方式涂覆所述非晶帶。
13.如權(quán)利要求9至12之一所述的方法，其中，在卷繞之后，把所述電流變換器芯浸漬在絕緣材料中。
14.如權(quán)利要求9至13之一所述的方法，在高熱容和高熱導(dǎo)率的熱沉上對不堆疊的非晶電流變換器芯進(jìn)行熱處理。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，采用一種金屬或者一種金屬合金、一種金屬粉末或者一種陶瓷作為所述熱沉的材料。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，采用銅、銀或者一種導(dǎo)熱性好的鋼作為所述金屬或者金屬粉末。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，采用一種陶瓷粉末作為熱沉材料。
18.如權(quán)利要求15或17所述的方法，其中，采用氧化鎂、氧化鋁或者氮化鋁作為作為陶瓷或者陶瓷粉末。
19.如權(quán)利要求9至18之一所述的方法，其中，在大約440℃至大約620℃的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行熱處理。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，使熱處理在500℃至約600℃之間在長達(dá)150分鐘的時間內(nèi)保持一個恒定溫度。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，以0.1K/Min至100K/Min的升溫速度達(dá)到所述恒定溫度。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，在440℃和620℃的范圍的所述熱處理中包括一個第一升溫階段和一個第二升溫階段，所述第二升溫階段的升溫速度低于第一升溫階段的升溫速度。
23.如權(quán)利要求11至14所述的方法，其中，在熱處理區(qū)整體的逗留時間為5至180分鐘。
24.如權(quán)利要求9至23之一所述方法制造的電流變換器芯，所述電流變換器的相位誤差小于1°。
25.如權(quán)利要求24所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯具有μ4＞90,000。
26.如權(quán)利要求25或26所述的電流變換器芯，所述電流變換器芯具有μmax＞350,000。
27.如權(quán)利要求24至26之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器的飽和感應(yīng)強(qiáng)度Bs為1.1至1.4特拉斯。
30.如權(quán)利要求24至29之一所述的電流變換器芯，所述電流變換器具有相應(yīng)于Kges＜2J/m3的總的磁各向異性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流變換器芯，其芯外徑Da與內(nèi)徑Di之比小于1.5，具有飽和磁致伸縮系數(shù)λs≤|4|ppm和圓滑的磁滯回線，該磁滯回線的參數(shù)為0.50≤Br/Bs≤0.85和H
文檔編號C22C45/00GK1954394SQ200580015857
公開日2007年4月25日 申請日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者G·武爾夫, D·奧特, J·佩特喬爾德 申請人:真空融化兩合公司