一种变流器用芯的制造方法，包括：准备厚度为15μm以下的能够纳米结晶化的Fe基非晶合金带卷绕或叠层而形成的芯材的步骤；在芯材的磁路方向施加100A/m以上的磁场的同时进行芯材的热处理形成芯的纵向磁场中热处理步骤；和在纵向磁场中热处理步骤之后，在与芯的磁路方向垂直的方向施加磁场的同时进行芯的热处理而形成芯的横向磁场中热处理步骤。在被施加频率f＝50Hz、振幅H＝1.0A/m的交流磁场的状态下，设在温度T(℃)测定的芯的振幅导磁率为μr(T)，设由纵向磁场中热处理步骤得到的μr(T)为μr(max)(T)时，通过横向磁场中热处理步骤，将μr(25)调整为0.4×μr(max)(25)与0.9×μr(max)(25)之间的值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及变流器用芯及其制造方法。另外，本专利技术还涉及具备变流器用芯的装置。
技术介绍
变流器(CT：CurrentTransformer)是测量用的变流器，例如能够用于电流测量器、漏电断路器等。变流器具有用于闭磁路的软磁性材料的芯(磁芯)。作为该变流器用的芯，专利文献1中公开了由Fe基纳米结晶合金的带(薄带)制作的芯是适合的。Fe基纳米结晶合金与坡莫合金、Co基非晶合金相比显示出高的饱和磁通密度，与Fe基非晶合金相比具有高的导磁率。Fe基纳米结晶合金的代表性的组成已在例如专利文献2和专利文献3中公开。使用Fe基纳米结晶合金的芯的制造方法的典型例子包括：将具有期望的组成的原料合金的熔液急冷而生成非晶合金带的步骤；将该非晶合金带卷绕形成环状的芯材的步骤；和通过热处理使非晶合金带结晶化而得到具有纳米结晶组织的芯的步骤。专利文献4中公开了将Fe基纳米结晶合金的钢带卷绕而形成，导磁率大于12,000且小于350,000，饱和磁通密度Bs与剩磁通密度Br的比(Br/Bs)小，且导磁率的温度依赖性小的磁芯。此外，在本说明书中，将由处于纵向磁场中的热处理未完成的状态的Fe基合金带形成的环状构造物称为“芯材”，存在与由处于热处理已完成的状态的Fe基纳米结晶合金带形成的“芯”严格地区別的情况。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第2501860号公报专利文献2：日本特公平4-4393号公报专利文献3：日本特公平7-74419号公报专利文献4：日本特表2002-530854号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题关于上述的变流器，为了电流测量器等装置的小型化和成本降低，要求进一步提高芯的导磁率。这是因为，通过芯的导磁率提高，不仅对想要测量的电流的灵敏度变好，而且能够实现芯的小型化和对芯的绕组的匝数降低。以往，作为提高Fe基纳米结晶合金的导磁率的手段，在通过热处理进行的结晶化的步骤中，在芯材的磁路方向施加磁场。但是，这样制作出的芯，剩磁通密度Br大，所以存在容易产生磁场偏移的问题。当芯产生磁场偏移时，动作点的导磁率变低，因此，作为变流器无法得到期望的特性。另外，关于变流器，为了应对使用温度等装置的环境的变动，也需要使芯的高导磁率在使用温度区域中变动变小的优异的温度特性。本专利技术的实施方式提供实现例如在检测漏电的用途中需要的特性的变流器用芯及其制造方法以及具备该芯的装置。用于解决技术问题的手段本专利技术的变流器用芯是软磁性材料层卷绕或叠层而形成的变流器用芯，上述软磁性材料层由厚度为15μm以下的Fe基纳米结晶合金带形成，在被施加频率f＝50Hz、振幅H＝1.0A/m的交流磁场的状态下，设在温度T(℃)测定的上述芯的振幅导磁率为μr(T)，设|μr(100)-μr(0)|/μr(0)为Δμr(100-0)时，Δμr(100-0)为0.5以下，将磁场H为80A/m的磁通密度B(80)定义为饱和磁通密度Bm时，剩磁通密度Br与饱和磁通密度Bm的比Br/Bm小于0.9。在一个实施方式中，设对于将具有与上述Fe基纳米结晶合金带实质上相同的组成和形状的Fe基非晶合金带形成为与上述芯实质上相同的形状而得到的芯材，在磁路方向施加100A/m以上的磁场的同时将上述芯材加热至结晶化温度以上进行热处理(纵向磁场中热处理)而被赋予的μr(T)为μr(max)(T)时，μr(25)具有0.4×μr(max)(25)与0.9×μr(max)(25)之间的值。在一个实施方式中，满足μr(25)≥4×105。在一个实施方式中，μr(100)-μr(0)具有正的值。本专利技术的变流器用芯的制造方法包括：准备厚度为15μm以下的能够纳米结晶化的Fe基非晶合金带卷绕或叠层而形成的芯材的步骤；在上述芯材的磁路方向施加100A/m以上的磁场的同时将上述芯材加热至结晶化温度以上进行热处理而形成芯的纵向磁场中热处理步骤；和在上述纵向磁场中热处理步骤之后，在与上述芯的磁路方向垂直的方向施加磁场的同时将上述芯加热至小于上述结晶化温度的温度进行热处理，由此形成变流器用芯的横向磁场中热处理步骤，在被施加频率f＝50Hz、振幅H＝1.0A/m的交流磁场的状态下，设在温度T(℃)测定的上述芯的振幅导磁率为μr(T)，设由上述纵向磁场中热处理步骤得到的μr(T)为μr(max)(T)时，通过上述横向磁场中热处理步骤，将μr(25)调整为0.4×μr(max)(25)与0.9×μr(max)(25)之间的值。在一个实施方式中，设制造出的变流器用芯的|μr(100)-μr(0)|/μr(0)为Δμr(100-0)时，Δμr(100-0)为0.5以下。本专利技术的装置包括：权利要求1至4任一项所述的变流器用芯；设置在上述变流器用芯的绕组；和与上述绕组连接的检测电路。专利技术效果根据本专利技术，能够提供在具有高导磁率的同时，难以产生磁场偏移，且具有优异的温度特性的由Fe基纳米结晶合金层构成的变流器用芯。附图说明图1是表示在测定导磁率时使用的测定系统的构成的图。图2A是表示通过将具有Fe74Cu1Nb3Si15.5B6.5的组成的Fe基非晶合金带(厚度：18μm)卷绕而形成芯材的情况下的、纵向磁场中热处理的温度与芯的导磁率μr(25)的关系的图表。图2B是表示通过将具有Fe74Cu1Nb3Si15.5B6.5的组成的Fe基非晶合金带(厚度：13μm)卷绕而形成芯材的情况下的、纵向磁场中热处理的温度与芯的导磁率μr(25)的关系的图表。图3是表示通过将具有Fe74Cu1Nb3Si15.5B6.5的组成的Fe基非晶合金(厚度：13μm)卷绕而形成芯材的情况下的、纵向磁场中热处理步骤中的纵向磁场与芯的导磁率μr(25)的关系的图表。图4是表示使图3所示的纵向磁场为19A/m时的样品A和使纵向磁场为230A/m时的样品B各自的、芯的导磁率μr(T)的温度特性的图表。图5是表示本实施方式中的横向磁场中热处理的温度和磁场强度的分布(profile)的例子的图表。图6是表示将图5所示的分布中的保持在400℃的热处理温度的期间(保持时间)设定为60分钟、90分钟、120分钟时得到的各样品的B-H曲线和进行横向磁场中热处理前的样品的B-H曲线的图表。图7是表示将图5所示的分布中的保持在400℃的热处理温度的期间(保持时间)设定为60分钟、90分钟、120分钟时得到的各样品的导磁率的图表。图8是表示图7所示的样品中的将保持在400℃的热处理温度的期间(保持时间)设定为90分钟的样品的导磁率的测定温度依赖性的图表。图9是表示横向磁场中热处理中的磁场强度与导磁率μr(25)的关系的图。图10是表示本专利技术的变流器用芯的制造方法的一个例子的流程图。图11A是表示能够应用本专利技术的变流器100的基本构成的一个例子的立体图。图11B是表示将变流器100应用于零相变流器的例子的立体图。图12是表示具备图11B所示的变流器100的漏电断路器20的电路构成例的图。具体实施方式以下，适当参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。其中，有省略必要以上的详细说明的情况。例如，存在省略已经众所周知的事项和实质上相同的结构的说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员容易理解。此外，本专利技术的专利技术人是为了本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种变流器用芯，其是软磁性材料层卷绕或叠层而形成的变流器用芯，其特征在于：所述软磁性材料层由厚度为15μm以下的Fe基纳米结晶合金带形成，在被施加频率f＝50Hz、振幅H＝1.0A/m的交流磁场的状态下，设在温度T(℃)测定的所述芯的振幅导磁率为μr(T)，设|μr(100)‑μr(0)|/μr(0)为Δμr(100‑0)时，Δμr(100‑0)为0.5以下，将磁场H为80A/m的磁通密度B(80)定义为饱和磁通密度Bm时，剩磁通密度Br与饱和磁通密度Bm的比Br/Bm小于0.9。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.28 JP 2014-1528491.一种变流器用芯，其是软磁性材料层卷绕或叠层而形成的变流器用芯，其特征在于：所述软磁性材料层由厚度为15μm以下的Fe基纳米结晶合金带形成，在被施加频率f＝50Hz、振幅H＝1.0A/m的交流磁场的状态下，设在温度T(℃)测定的所述芯的振幅导磁率为μr(T)，设|μr(100)-μr(0)|/μr(0)为Δμr(100-0)时，Δμr(100-0)为0.5以下，将磁场H为80A/m的磁通密度B(80)定义为饱和磁通密度Bm时，剩磁通密度Br与饱和磁通密度Bm的比Br/Bm小于0.9。2.如权利要求1所述的变流器用芯，其特征在于：设对于将具有与所述Fe基纳米结晶合金带实质上相同的组成和形状的Fe基非晶合金带形成为与所述芯实质上相同的形状而得到的芯材，在磁路方向施加100A/m以上的磁场的同时将所述芯材加热至结晶化温度以上进行热处理(纵向磁场中热处理)而被赋予的μr(T)为μr(max)(T)时，μr(25)具有0.4×μr(max)(25)与0.9×μr(max)(25)之间的值。3.如权利要求1或2所述的变流器用芯，其特征在于：满足μr(25)≥4×105。4.如权利要求1至3中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：萩原和弘，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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