高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法，依次按照如下步驟進(jìn)行：采用厚度＜25μm、寬度為40~60mm且疊片系數(shù)≥70%的鐵基納米晶帶繞制成矩形納米晶磁芯；將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚恚谝欢螠囟?50~480℃，保溫60~90min；第二段溫度520~550℃，保溫60~90min；自然冷卻；采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為0.6~0.8Mpa；將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度80℃，保溫60~90min；第二段溫度120℃，保溫120min；第三段溫度150~160℃，保溫120min；自然冷卻。
【專利說明】高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器磁芯【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高頻靜電除塵主要是由高壓直流為電暈極與收塵極供電，在兩極間形成電場，煙氣粉塵則在電場作用下發(fā)生電離，荷電后的粉塵沉積在收塵極和電暈極，通過對(duì)兩極振打，達(dá)到收塵之目的。其電路原理是輸入工頻電流，經(jīng)整流電路調(diào)整為直流，再經(jīng)過逆變電路形成頻率為20KHz的高頻電流，經(jīng)高頻高壓變壓器升壓，最后經(jīng)過高壓硅堆，變成適應(yīng)高頻靜電除塵用高壓直流。
[0003]現(xiàn)有變壓器用磁芯材料基本上有三種:硅鋼片、鐵氧體及納米晶。硅鋼片作為工頻變壓器材料的典型代表，由于受軋制工藝限制，帶片厚度通常0.3_左右，導(dǎo)致其體積及質(zhì)量大，而且使用頻率通常不能高于400Hz ;鐵氧體材料變壓器雖然可以用在高頻領(lǐng)域，但是飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度很低，相對(duì)于其它材料制成的同等功率電源，體積和重量更大，又因其制作屬于燒結(jié)工藝，因此難以制作大功率變壓器，同時(shí)還存在著溫度穩(wěn)定性差、電源效率低等問題；上述兩種材料制作的變壓器均不適用于高頻靜電除塵。納米晶磁芯具有體積小、損耗小等特點(diǎn)，性能和穩(wěn)定性一直是該行業(yè)的翹楚，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高頻靜電除塵且除塵效率高。但是，目前納米晶磁芯只能從德國VAC進(jìn)口，其價(jià)格昂貴。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)問題，提供一種高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法，其特征在于依次按照如下步驟進(jìn)行:
a.采用厚度<25 μ m、寬度為4(T60mm且疊片系數(shù)> 70%的鐵基納米晶帶繞制成矩形納米晶磁芯；
b.將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚恚谝欢螠囟?45(T480°C，保溫 6(T90min ;第二段溫度 52(T550°C，保溫 6(T90min ；自然冷卻；
c.采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為0.6?0.8Mpa ；
d.將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度80°C，保溫6(T90min ;第二段溫度120°C，保溫120min ;第三段溫度15(Tl60°C，保溫120min ；自然冷卻。
[0006]本發(fā)明制作工藝簡單、成本低廉，具有低損耗、高導(dǎo)磁的特性。與以硅鋼片作為變壓器材料的工頻電源相比，脈沖時(shí)間短、電場恢復(fù)快、電源轉(zhuǎn)換效率高，除塵效率可提高20%以上，耗電量減少70%，電壓波動(dòng)率遠(yuǎn)低于工頻電源，只有1%，功率質(zhì)量比是工頻電源的3倍以上。與以鐵氧體為變壓器材料的電源相比，電源體積減小1/3，成型難度系數(shù)低，工作時(shí)的溫度穩(wěn)定性較高，從而大幅降低變壓器的溫升，提高了電源運(yùn)行的安全穩(wěn)定性及使用壽命，滿足靜電除塵電源變壓器高頻化、小型化的要求。與VAC進(jìn)口的納米晶磁芯相比，在其他性能指標(biāo)相當(dāng)?shù)那疤嵯?，其損耗及成本均明顯降低，20kHz, 0.2T條件下,損耗Ps ( 4w/kg。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線示意圖。
[0008]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的靜態(tài)磁滯回線示意圖。
[0009]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1與VAC公司磁芯的損耗對(duì)比示意圖。
[0010]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線示意圖。
[0011]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的靜態(tài)磁滯回線示意圖。
[0012]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2與VAC公司磁芯的損耗對(duì)比示意圖。
[0013]圖7為本發(fā)明實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線示意圖。
[0014]圖8為本發(fā)明實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的靜態(tài)磁滯回線示意圖。
[0015]圖9為本方明實(shí)施例3與VAC公司磁芯的損耗對(duì)比示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
依次按照如下步驟進(jìn)行:
a.采用厚度為24μπι、寬度為60mm且疊片系數(shù)70%的鐵基納米晶帶繞制成170*270*60*60矩形納米晶磁芯；
b.采用真空熱處理爐，將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體(氮?dú)?保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚恚谝欢螠囟?50°C，保溫90min ;之后將溫度升溫至520°C，保溫90min ；自然冷卻；
c.采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為0.7Mpa，含浸后矩形納米晶磁芯的帶材層間均勻覆蓋環(huán)氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度800C，保溫90min ;第二段升溫至120°C，保溫120min ;第三段升溫至155°C，保溫120min ;保溫結(jié)束隨爐冷卻。
[0017]實(shí)施例2:
依次按照如下步驟進(jìn)行:
a.采用厚度23μ m、寬度為50mm且疊片系數(shù)73%的鐵基納米晶帶繞制成160*270*50*50矩形納米晶磁芯；
b.采用真空熱處理爐，將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚恚谝欢螠囟?70°C，保溫75min ;第二段溫度530°C，保溫75min ；自然冷卻；
c.采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為0.8Mpa，含浸后矩形納米晶磁芯的帶材層間均勻覆蓋環(huán)氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度800C，保溫80min ;第二段溫度120°C，保溫120min ;第三段溫度160°C，保溫120min ;保溫結(jié)束隨爐冷卻。
[0018]實(shí)施例3:
依次按照如下步驟進(jìn)行:
a.采用厚度22μ m、寬度為40mm且疊片系數(shù)75%的鐵基納米晶帶繞制成150*280*40*40矩形納米晶磁芯；
b.采用真空熱處理爐，將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚?，第一段溫?50°C，保溫60min ;第二段溫度550°C，保溫60min ；自然冷卻；
c.采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為
0.6Mpa，含浸后矩形納米晶磁芯的帶材層間均勻覆蓋環(huán)氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度800C，保溫60min ;第二段溫度120°C，保溫120min ;第三段溫度150°C，保溫120min ;保溫結(jié)束隨爐冷卻。
[0019]使用軟磁交流測試裝置和電感測試儀分別在20kHz，0.2T和20kHz0.3vl2Ts下，測試實(shí)施例1、2、3的磁性能，結(jié)果如下表所示。

I磁芯重量I損耗 I電感 I溫升實(shí)施例1 19kg < 4w/kg > 1mH 合格實(shí)施例 2 13kg 一 < 4w/kg~ > 7mH H
更兔例3|8.5kg |< 4w/kg |> 3.8mH I合格
[0020]實(shí)施例1對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線和靜態(tài)磁滯回線分別如圖1、2所示。
[0021]說明:測試條件f=20kHz Bm=0.2T交流狀態(tài)下測得Ps (損耗)=2.95w/kg ；測試條件 f=50Hz，直流狀態(tài)下測得 μ i =46000，Bs=L IT, Br=0.48T。
[0022]實(shí)施例1 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規(guī)格磁芯的損耗對(duì)比示意圖如圖3所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
[0023]實(shí)施例2對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線和靜態(tài)磁滯回線分別如圖4、5所示。
[0024]說明:測試條件f=20kHz, Bm=0.2T交流狀態(tài)下測得Ps (損耗)=3.06w/kg ;
測試條件f=50Hz，直流狀態(tài)下測得μ 1=54000, Bs=L 12Τ，Br=0.6Τ。
[0025]實(shí)施例2 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規(guī)格磁芯的損耗對(duì)比示意圖如圖6所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
[0026]實(shí)施例3對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)磁滯回線和靜態(tài)磁滯回線分別如圖7、8所示。
[0027]說明:測試條件f=20kHz，Bm=0.2T交流狀態(tài)下測得Ps (損耗)=3.15w/kg ；
測試條件f=50Hz，直流狀態(tài)下測得μ 1=45000, Bs=L IT, Br=0.47T。
[0028]實(shí)施例3 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規(guī)格磁芯的損耗對(duì)比示意圖如圖9所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻靜電除塵電源變壓器用納米晶磁芯的制備方法，其特征在于依次按照如下步驟進(jìn)行: a.采用厚度<25 μ m、寬度為4(T60mm且疊片系數(shù)> 70%的鐵基納米晶帶繞制成矩形納米晶磁芯； b.將矩形納米晶磁芯進(jìn)行無磁場退火且惰性氣體保護(hù)的兩段保溫?zé)崽幚?，第一段溫?45(T480°C，保溫 4(T90min ;第二段溫度 52(T550°C，保溫 6(T90min ；自然冷卻； c.采用真空含浸方式對(duì)冷卻的矩形納米晶磁芯進(jìn)行浸環(huán)氧樹脂處理，真空度為0.6?0.8Mpa ； d.將浸環(huán)氧樹脂的矩形納米晶磁芯采用三段保溫法固化，第一段溫度80°C，保溫6(T90min ;第二段溫120°C，保溫120min ;第三段溫度15(Tl60°C，保溫120min ；自然冷卻。
【文檔編號(hào)】H01F27/25GK104200982SQ201410122424
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】王天寧, 張翠梅, 何鋼, 李麗娜, 朱志強(qiáng), 王偉, 張寶珠 申請(qǐng)人:北京冶科磁性材料有限公司