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一種非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)的制作方法

文檔序號:6967803閱讀:188來源:國知局
專利名稱:一種非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及到一種用非晶態(tài)軟磁合金薄帶繞制磁芯的卷繞設(shè)備,特別是涉及 到可用于高壓、窄脈沖高功率裝置(如離子加速器、磁開關(guān)、直線變壓器驅(qū)動源、脈沖變壓 器等)所用的磁芯的卷繞設(shè)備。更具體的說,本實(shí)用新型涉及一種成本低廉、操作簡便可 靠、卷繞效果滿意的集涂覆和卷繞功能于一體的非晶態(tài)合金薄帶繞制磁芯的卷繞設(shè)備,非 常適合用于高壓、窄脈沖高功率裝置所需的帶厚0. 01 0. 05mm、帶寬10 150mm的非晶態(tài) 磁芯和納米晶磁芯的繞制。
背景技術(shù)
高壓窄脈沖功率源所用的磁芯部件過去曾經(jīng)采用陶瓷鐵氧體或硅鋼薄帶制成, 由于這兩種材料性能和工藝的局限,限制了它們在許多窄脈沖高功率場合的使用,目前 國內(nèi)外均使用性能優(yōu)異的非晶態(tài)軟磁合金薄帶材料繞制磁芯,例如鐵基非晶態(tài)合金帶 Fii78Si9B13,其Bs彡1.56T,電阻率彡130 μ Ω/cm,矯頑力彡5A/m,居里溫度彡370°C,制備工 藝簡單,成本相對低廉,市場供應(yīng)充足,因而得到了廣泛應(yīng)用。但是非晶態(tài)軟磁合金及納米 晶軟磁合金薄帶材質(zhì)較脆,對應(yīng)力敏感,給磁芯繞制帶來困難。已知的用于高壓、窄脈沖高功率裝置的環(huán)形非晶態(tài)軟磁合金薄帶繞制磁芯的涂覆 卷繞設(shè)備,一般由卷料放料架、涂覆液槽、烘道、卷繞盤等部件組成,結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。其放 料架無動力,靠卷繞主軸拉動,帶材容易被拉斷,且所卷繞的磁芯疏密程度不均勻;非晶態(tài) 合金帶材表面涂層厚度變化大且不易受控(涂層厚度在3 15 μ m之間),卷繞后磁芯占空 比較低(最高僅70%);其涂覆走帶速度在200mm/s以下,由于涂覆效率的影響整體卷繞速 度無法提高,最大卷繞直徑在300mm以下。也有的涂覆卷繞設(shè)備做成分體的,涂覆與卷繞分 離,涂覆成小卷后再卷繞成磁芯,這樣可以卷繞更大規(guī)格磁芯,但其操作比較麻煩,效率低 下,材料損耗多,卷繞質(zhì)量差。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題,提供一種非晶態(tài)合金帶磁芯 的卷繞設(shè)備,解決了由于非晶態(tài)合金薄帶脆性很大給磁芯涂覆卷繞過程帶來的問題,包括 帶材易斷致使卷繞工作無法連續(xù)進(jìn)行、涂覆厚度控制不良、涂覆速度低、卷繞占空比低、卷 繞一致性差等問題。本實(shí)用新型所述的非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)包括如下組成部分帶有驅(qū)動裝 置的放料機(jī)構(gòu);防止帶材拉力變化的儲料盒;可調(diào)節(jié)壓緊力的前端張力控制機(jī)構(gòu)和后端張 力控制機(jī)構(gòu);溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽;兩種機(jī)械式涂層厚度控制裝置;電熱恒溫涂層烘 干裝置;涂層抗電強(qiáng)度檢測裝置;卷繞主軸和收料盤;磁芯壓緊機(jī)構(gòu);機(jī)座與電氣控制系統(tǒng)等。本實(shí)用新型所述卷繞機(jī)各組成部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理如下放料機(jī)構(gòu)帶有驅(qū) 動裝置,下部有儲料盒,放料軸轉(zhuǎn)動退下的帶材落在儲料盒中。儲料盒頂端開口,正面和背面均為光滑玻璃平板,兩面板之間間距調(diào)節(jié)到比帶材寬度稍大(例如大1 3mm),這樣帶材 可以方便地自由落入,又不會發(fā)生扭曲;從儲料盒中抽出的帶材阻力極小,經(jīng)過一個適當(dāng)?shù)?恒張力控制機(jī)構(gòu)以后進(jìn)入涂覆液槽進(jìn)行涂覆。涂覆液槽可以加熱,溫度可控,內(nèi)部有兩個硬 質(zhì)滑輪(例如玻璃管),帶材浸入涂覆液中繞過這兩個滑輪進(jìn)行涂覆。帶材經(jīng)涂覆以后進(jìn) 入涂層厚度控制裝置,涂層厚度控制采用兩種方式之一方式一采用兩個硬質(zhì)壓緊片或壓 緊塊,相對壓在浸滿涂覆液的帶材表面,該壓緊片或壓緊塊與已涂覆帶材相接觸的表面為 光滑的圓柱面,其相互之間的壓力可調(diào);方式二為多個平行放置、空間位置互相交錯的金屬 光滑圓柱面,已涂覆帶材從其間繞過,利用各圓柱面半徑大小和調(diào)節(jié)其交錯的尺寸來控制 涂層厚度;實(shí)際使用時為這兩種方式之一或者它們的組合。涂層烘干裝置采用電加熱,溫度 可調(diào)可控,帶材經(jīng)過滑輪可多次進(jìn)入烘干裝置以加快烘干速度;烘干裝置正面為一個可以 從側(cè)邊推開的門,上下兩端開有多個缺口,已涂覆帶材經(jīng)過箱上下缺口處繞在固定于機(jī)座 的滑輪上;電熱箱安裝在滑軌上,在電熱箱門推開后電熱箱本體可以快速后退,以方便斷帶 后的處理。涂層絕緣性能檢測裝置包括多個與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和一個絕緣性能檢測電 路,導(dǎo)電滑輪分成兩組,分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面,這兩組導(dǎo)電輪通過電線分別 接入檢測電路的兩個接入點(diǎn)。檢測電路可以預(yù)先調(diào)定輸出電壓并設(shè)定輸出電流門限值,通 過檢測輸出電流是否超限來判定絕緣性能。后端張力控制裝置的結(jié)構(gòu)原理與前端張力控制 機(jī)構(gòu)相同,但所調(diào)的張力大小不同。磁芯產(chǎn)品卷繞在主軸上,磁芯一端面緊靠著收料盤。磁 芯壓緊機(jī)構(gòu)是由一個或多個壓緊力可調(diào)的輕質(zhì)滑輪構(gòu)成,在磁芯較大時從多個方向壓住 磁芯以免松散。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是,將涂覆與卷繞功能集于一體,涂層厚度受控 (例如SW2涂層可控制在0. 6-1 μ m),涂層抗電強(qiáng)度良好(層間耐壓可達(dá)IOV以上),涂覆 卷繞速度快(可達(dá)lm/s以上),卷繞質(zhì)量整齊均勻,卷繞占空比達(dá)0.8以上,可以滿足帶厚 0. 01 0. 05mm、帶寬10 150mm、產(chǎn)品直徑IOOmm 1200mm的非晶態(tài)磁芯和納米晶磁芯的 繞制要求。

附圖1為現(xiàn)有的非晶態(tài)軟磁合金涂覆卷繞機(jī)工作原理示意圖。在圖1中,(101) 是放料盤,(10 是涂覆液槽,(10 是烘干通道,(104)是滑輪,(10 是卷繞主軸和收料
ο附圖2是本實(shí)用新型所述磁芯卷繞機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中(1)是帶有驅(qū)動裝 置的放料機(jī)構(gòu),( 是可防止帶材扭曲的儲料盒,( 是壓緊力可調(diào)的前端張力控制機(jī)構(gòu), (4)是溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽,( 是一種涂層厚度控制裝置,(6)是另一種涂層厚度控 制裝置,(7)是電熱恒溫涂層烘干裝置,(8)是涂層抗電強(qiáng)度檢測裝置,(9)是后端張力控制 機(jī)構(gòu),(10)是卷繞主軸和收料盤;(11)是多點(diǎn)壓緊機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
下面將參照實(shí)施示例對本實(shí)用新型進(jìn)行描述,但本實(shí)用新型不受這些實(shí)施示例的 限制。以下結(jié)合說明書附圖2對本實(shí)用新型的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明[0012] 放料機(jī)構(gòu)(1)有一個由可調(diào)速的電機(jī)驅(qū)動的軸,軸的靠近電機(jī)一端有固定擋板 (圓盤),另一端有可拆卸擋板,待卷繞的非晶態(tài)合金薄帶(供貨狀態(tài)為已卷成圓盤型)套 在放料軸上以后,裝上擋板,以免帶卷松垮。儲料盒( 是一個內(nèi)尺寸為長400 600mm、寬 度10 50mm連續(xù)可調(diào)、高400 600mm的盒子,上部兩側(cè)開口 ;該儲料盒正面面板和背面 面板為光滑的玻璃板,盒內(nèi)寬度調(diào)節(jié)為比所需卷繞的非晶合金帶材寬度大1 2mm,正面玻 璃板帶有活頁,可以快速打開以整理盒內(nèi)帶材;該儲料盒放置在放料機(jī)構(gòu)出料位置正下方, 從料盤退出的帶材自動落在儲料盒內(nèi),可防止帶材扭曲,還可直觀觀察盒內(nèi)儲料情況。前端 張力控制機(jī)構(gòu)(3)為一個壓力可調(diào)、可拆卸的壓緊機(jī)構(gòu),通過壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)給帶材施加壓 力,其壓力調(diào)節(jié)范圍0 30牛頓,給帶材施加一定壓力從而使帶材具有一定的張緊力。涂 覆液槽(4)為一個可調(diào)溫的盛裝涂覆液的容器,帶有電加熱器和溫度調(diào)節(jié)器,溫度調(diào)節(jié)范 圍從室溫到80°C ;槽內(nèi)有間距可調(diào)的兩個滑輪,滑輪材質(zhì)為耐腐蝕的硬質(zhì)光滑材料,例如玻 璃,待涂覆的帶材繞在滑輪上;該涂覆液槽內(nèi)可以根據(jù)工藝需裝入硅酸鹽溶液或者金屬氧 化物球磨乳液等涂覆液。涂層厚度控制裝置( 為兩個金屬制成的壓緊片或壓緊塊,相對 壓在浸滿涂覆液的帶材表面,該壓緊片或壓緊塊與已涂覆材料相接觸的表面為光滑的圓柱 面;該壓緊片或壓緊塊相互之間的壓力可調(diào),調(diào)節(jié)范圍0 30牛頓;涂層厚度控制裝置(6) 為3 5個平行放置、空間位置互相交錯的金屬圓柱體,工作面為其圓柱面,該圓柱面的直 徑在0. 3 3mm,表面光滑,已涂覆帶材從其間繞過,利用各圓柱交錯的尺寸來控制涂層厚 度;作為一個制造實(shí)例,該圓柱體可以采用方的合金鋼棒,將其方角倒圓而成為工作面;這 兩種涂層厚度控制裝置可以同時使用,也可根據(jù)需要使用其中一種。涂層烘干裝置(7)為 一個帶隔熱外殼的、溫度可調(diào)可控的箱型電熱裝置,箱內(nèi)溫度控制范圍為150 400°C,偏 差士5°C ;該電熱箱正面為一個可以從側(cè)邊推開的門,上下兩端開有多個寬5 IOmm的缺 口,電熱箱安裝在滑軌上,在電熱箱門推開后電熱箱本體可以快速后退;機(jī)座上對應(yīng)于電熱 箱上下部缺口外設(shè)置固定滑輪,該固定滑輪不隨電熱箱體移動,設(shè)備工作時可以在電熱箱 門推開后將已涂覆帶材經(jīng)過箱上下缺口處繞在滑輪上;作為一個實(shí)施樣例,加熱箱上下端 各開2個開口,電熱箱外對應(yīng)于上下部缺口處各設(shè)置2個固定滑輪,這樣帶材就經(jīng)過電熱箱 4次,加快了烘干速度。涂層絕緣性能檢測裝置(8)包括一組兩個與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和 一個絕緣性能檢測電路,兩個導(dǎo)電滑輪分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面,這兩個導(dǎo)電 輪通過電線分別接入檢測電路的兩個接入點(diǎn)。檢測電路的工作原理是從兩個檢測接入點(diǎn) 輸出預(yù)先調(diào)定的檢測電壓,該電壓調(diào)節(jié)范圍為3 30V ;可設(shè)定輸出門限電流為0. 1 1mA, 通過檢測輸出電流來判定絕緣性能,一旦輸出電流超過所設(shè)門限電流設(shè)備就報警。后端張 力控制裝置(9)結(jié)構(gòu)原理與前端張力控制機(jī)構(gòu)(3)相同,所調(diào)張力大小不同。磁芯產(chǎn)品卷 繞在主軸上,磁芯一端面緊靠著收料盤(10)。多點(diǎn)壓緊機(jī)構(gòu)(11)共有4個,他們是由彈簧 壓緊的壓力可調(diào)的4個輕質(zhì)滑輪,繞制直徑較大的磁芯時從4個方向壓住磁芯以免松散,磁 芯直徑較小時可以不用壓緊機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述的磁芯卷繞機(jī)包括放料機(jī)構(gòu)、儲料盒、張力控制 機(jī)構(gòu)、涂覆液槽、涂層厚度控制裝置、涂層干燥裝置、涂層絕緣檢測裝置、收料機(jī)構(gòu)這幾個組 成部分;實(shí)際工作時,待卷繞材料依次經(jīng)過放料機(jī)構(gòu)、儲料盒、張力控制機(jī)構(gòu)、涂覆液槽、涂 層厚度控制裝置、涂層干燥裝置、涂層絕緣檢測裝置、收料機(jī)構(gòu)這幾部分從而被卷成所需的 磁芯;所述的磁芯卷繞機(jī)將涂覆與卷繞功能集于一體,用于卷繞非晶及納米晶磁芯。
2.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)的放料機(jī)構(gòu)帶有 驅(qū)動裝置。
3 按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)的儲料盒頂端開 口,帶材可以自由落入和引出,儲料盒正面和背面均為光滑玻璃平板,兩平板之間互相平行 且間距可調(diào)。
4.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有一個溫度可 調(diào)可控的恒溫涂覆液槽。
5.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有如下兩種方 式之一的涂層厚度控制裝置方式一采用兩個壓緊片或壓緊塊,相對壓在浸滿涂覆液的帶 材兩面,該壓緊片或壓緊塊相互之間的壓力可調(diào);方式二為多個平行放置、空間位置互相交 錯的光滑圓柱面,已涂覆帶材從其間繞過,利用各圓柱面交錯的尺寸來控制涂層厚度。
6.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有涂層烘干裝 置,該裝置為電熱恒溫裝置,帶材經(jīng)過滑輪多次進(jìn)入烘干裝置內(nèi),烘干裝置的門可以推開, 烘干裝置安裝與滑軌上,在門推開后可以快速后退。
7.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有涂層絕緣性 能檢測裝置,該檢測裝置包括幾個與機(jī)座絕緣的導(dǎo)電滑輪和一個絕緣性能檢測電路,導(dǎo)電 滑輪分成兩組分別接觸到涂覆烘干后的帶材的兩面,這兩組導(dǎo)電輪通過電線分別接入檢測 電路的兩個接入點(diǎn),預(yù)先調(diào)定檢測電路的輸出電壓并設(shè)定輸出電流門限值,通過檢測輸出 電流是否超限判定絕緣性能。
8.按照權(quán)利要求1所述的磁芯卷繞機(jī),其特征在于所述磁芯卷繞機(jī)帶有磁芯壓緊機(jī) 構(gòu),該機(jī)構(gòu)是由一個或多個壓緊力可調(diào)的輕質(zhì)滑輪構(gòu)成。
專利摘要一種非晶態(tài)軟磁合金磁芯卷繞機(jī)。它由帶有驅(qū)動裝置的放料機(jī)構(gòu)、防止帶材扭曲拉力變化的儲料盒、可調(diào)節(jié)壓緊力的前后張力控制機(jī)構(gòu)、溫度可調(diào)的恒溫涂覆液槽、涂層厚度控制裝置、電熱恒溫涂層烘干裝置、涂層絕緣性能檢測裝置、卷繞主軸和收料盤、磁環(huán)壓緊機(jī)構(gòu)、機(jī)座與電氣控制系統(tǒng)等部分組成,該設(shè)備將涂覆與卷繞功能集于一體,涂層厚度受控(SiO2涂層可控制在0.6-1μm),涂層抗電強(qiáng)度良好(層間耐壓可達(dá)20V),涂覆卷繞速度快(可達(dá)1m/s),卷繞質(zhì)量整齊均勻,卷繞占空比達(dá)0.8以上,適用于卷繞高壓窄脈沖高功率裝置所需的帶材厚度0.01~0.05mm、帶寬10~150mm、產(chǎn)品直徑100mm~1200mm的非晶態(tài)磁芯和納米晶磁芯。
文檔編號H01F3/00GK201853575SQ20102019442
公開日2011年6月1日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者楊斌峰, 王發(fā)厚, 王宇明, 謝堃 申請人:零八一電子集團(tuán)四川力源電子有限公司
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