一种含纳米铁粉的非晶合金互感器制造技术

本发明专利技术公开了一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，包括互感器复合磁芯，所述互感器复合磁芯包括环形结构的非晶合金磁芯和包覆在所述非晶合金磁芯表面的纳米铁粉，所述纳米铁粉包含以下质量百分比的元素：钕元素12%～14%、硼元素2.2%～2.5%、镝元素0.05%～0.10%、钴元素0.6%～0.8%、铜元素0.5%～0.6%、镓元素0.35%～0.45%、锆元素0.6%～0.7%、钛元素0.2%～1.5%、余量的铁元素。本发明专利技术提供了一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，能够使二次绕组与非晶合金磁芯之间的间距均衡，且具有较高的初始磁导率。

An amorphous alloy transformer with nanoscale iron powder

The invention discloses an amorphous alloy transformer containing nanometer iron powder, including transformer core composite, composite magnetic core of the transformer comprises amorphous alloy magnetic core ring structure and coated on the surface of amorphous alloy core nanometer iron powder, the mass percentage of nanometer iron powder contains the following elements: Iron neodymium 12% ~ 14%, 2.2% ~ 2.5%, boron element dysprosium 0.05% ~ 0.10%, 0.6% ~ 0.8% of cobalt and copper from 0.5% to 0.6%, 0.35% to 0.45% gallium, zirconium 0.6% ~ 0.7%, 0.2% ~ 1.5%, Ti allowance. The invention provides an amorphous alloy transformer containing nano iron powder, which enables the spacing between the two winding and the amorphous alloy core to be balanced, and has high initial permeability.

【技术实现步骤摘要】
一种含纳米铁粉的非晶合金互感器
本专利技术涉及一种精密性互感器产品
，特别是一种含纳米铁粉的非晶合金互感器。
技术介绍
电流互感器主要用于将大电流按比例变换成标准小电流，以便于实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化或小型化；在结构上，电流互感器主要由相互绝缘的一次绕组、二次绕组、铁心以及构架、壳体、接线端子等组件构成。为实现抗直流分量的目的，通常采用非晶合金磁磁性材料制造互感器的磁芯，但是非晶合金磁芯互感器存在初始磁导率较低的问题。中国专利文献CN106783115A公开了一种双铁芯抗直流分量电流互感器，采用纳米晶磁芯和非晶合金磁芯双磁芯的结构，由纳米晶磁芯提供较高的初始磁导率，以克服非晶合金磁芯始磁导率较低的问题。但是其存在的不足在于：纳米晶磁芯和非晶合金磁芯的双磁芯结构会导致磁芯的整体体积较大，且由于纳米晶磁芯和非晶合金磁芯是同轴套装的，因此二次绕组与纳米晶磁芯和非晶合金磁芯之间的间距循环变化，从而增加了激磁功率，不利于降低电流互感器的工作能耗。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，能够使二次绕组与非晶合金磁芯之间的间距均衡，且具有较高的初始磁导率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，包括互感器复合磁芯，所述互感器复合磁芯包括环形结构的非晶合金磁芯和包覆在所述非晶合金磁芯表面的纳米铁粉，所述纳米铁粉包含以下质量百分比的元素：钕元素12%～14%、硼元素2.2%～2.5%、镝元素0.05%～0.10%、钴元素0.6%～0.8%、铜元素0.5%～0.6%、镓元素0.35%～0.45%、锆元素0.6%～0.7%、钛元素0.2%～1.5%、余量的铁元素。作为上述技术方案的进一步改进，所述纳米铁粉的制备方法为：将乙酰丙酮钕、乙酰丙酮铁和硼酸乙酯溶于无水乙醇制得溶液A，用水溶解含除钕、铁、硼以外其余元素的无机盐制得溶液B，将溶液A和溶液B混合后加入稀氨水调节pH为8～10，充分搅拌后静止24小时以上得凝胶，对凝胶脱水后置于真空密闭炉中，在500～600℃下加热2～4小时，然后升温至700～800℃，并通入含氢气和氩气的混合气，混合气中氢气体积比为5%，持续30～60分钟，然后冷却即可。作为上述技术方案的进一步改进，所述非晶合金磁芯由非晶合金磁性带材卷绕制成，所述非晶合金磁性带材包含以下质量百分比的元素：硅元素8%～12%、硼元素5%～8%、锰元素1.0%～1.8%、钴元素0.5%～1.3%、钒元素1.2%～2.2%、碳元素2.5%～4.0%、余量的铁元素。作为上述技术方案的进一步改进，所述非晶合金磁性带材的制备方法为：将与所述非晶合金磁性带材元素配比相同的合金母锭投入到熔炼炉中加热至1300～1350℃，充分熔融后用单辊快淬法制成带材，卷绕成所述非晶合金磁芯后，在真空退火炉中加热至390～450℃，维持温度加热1.5～2.5小时后逐渐冷却即可。作为上述技术方案的进一步改进，所述非晶合金磁性带材的厚度为35～40微米，所述非晶合金磁性带材的宽度为6～12毫米。作为上述技术方案的进一步改进，所述互感器复合磁芯外侧设置有磁芯绝缘内壳，所述磁芯绝缘内壳的外侧缠绕有互感器二次侧绕组；所述磁芯绝缘内壳的侧壁、顶壁和底壁的内侧上均设置有若干凸起限位点，所述非晶合金磁芯设置于所述磁芯绝缘内壳中，所述纳米铁粉填充于所述磁芯绝缘内壳与所述非晶合金磁芯之间的间隙中。所述结构能够使二次绕组与非晶合金磁芯之间的间距均衡。作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于封装在所述互感器二次侧绕组外侧的互感器封装外壳，所述互感器封装外壳包括环形底壁、下端连接所述环形底壁内侧边缘的内侧圆筒壁、下端连接所述环形底壁外侧边缘的外侧圆筒壁，所述环形底壁、所述内侧圆筒壁和所述外侧圆筒壁均同轴；所述互感器封装外壳中填充有环氧树脂。作为上述技术方案的进一步改进，所述内侧圆筒壁的上端外侧设置有第一环形限位凸起，所述外侧圆筒壁的上端外侧设置有第二环形限位凸起，所述第一环形限位凸起和所述第二环形限位凸起共面。所述结构便于灌注环氧树脂，防止所述互感器复合磁芯上浮。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供的一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，能够使二次绕组与非晶合金磁芯之间的间距均衡，从而降低激磁功率，有利于降低电流互感器的工作能耗。所采用的纳米铁粉具有较高的初始磁导率，且剩磁的耐温性能好；所采用的非晶合金磁芯具有较好的综合性能：饱和磁密度较高，矫顽力、激磁功率和单位铁损等参数较低。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术所述的一种含纳米铁粉的非晶合金互感器的结构示意图。具体实施方式参照图1，图1是本专利技术一个具体实施例的结构示意图。如图1所示，一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，包括互感器复合磁芯，所述互感器复合磁芯包括环形结构的非晶合金磁芯1和包覆在所述非晶合金磁芯1表面的纳米铁粉2。具体地，所述纳米铁粉2包含以下质量百分比的元素：钕元素12%～14%、硼元素2.2%～2.5%、镝元素0.05%～0.10%、钴元素0.6%～0.8%、铜元素0.5%～0.6%、镓元素0.35%～0.45%、锆元素0.6%～0.7%、钛元素0.2%～1.5%、余量的铁元素。所述纳米铁粉2的制备方法为：将乙酰丙酮钕、乙酰丙酮铁和硼酸乙酯溶于无水乙醇制得溶液A，用水溶解含除钕、铁、硼以外其余元素的无机盐制得溶液B，将溶液A和溶液B混合后加入稀氨水调节pH为8～10，充分搅拌后静止24小时以上得凝胶，对凝胶脱水后置于真空密闭炉中，在500～600℃下加热2～4小时，然后升温至700～800℃，并通入含氢气和氩气的混合气，混合气中氢气体积比为5%，持续30～60分钟，然后冷却即可。所述纳米铁粉2的性能参数为：常温剩磁为1.1～1.4T，120℃加2小时后剩磁减少0.7%～2.5%。具体地，所述非晶合金磁芯1由非晶合金磁性带材卷绕制成，所述非晶合金磁性带材包含以下质量百分比的元素：硅元素8%～12%、硼元素5%～8%、锰元素1.0%～1.8%、钴元素0.5%～1.3%、钒元素1.2%～2.2%、碳元素2.5%～4.0%、余量的铁元素。所述非晶合金磁性带材的制备方法为：将与所述非晶合金磁性带材元素配比相同的合金母锭投入到熔炼炉中加热至1300～1350℃，充分熔融后用单辊快淬法制成带材，卷绕成所述非晶合金磁芯1后，在真空退火炉中加热至390～450℃，维持温度加热1.5～2.5小时后逐渐冷却即可。所述非晶合金磁性带材的厚度为35～40微米，所述非晶合金磁性带材的宽度为6～12毫米。所述非晶合金磁性带材的性能参数为：饱和磁密为1.8～2.1T，矫顽力2.5～2.9A/m，1.35T/50Hz时的激磁功率为0.30～0.35VA/kg，1.35T/50Hz时的单位铁损为0.11～0.15W/kg。具体地，所述互感器复合磁芯外侧设置有磁芯绝缘内壳3，所述磁芯绝缘内壳3的外侧缠绕有互感器二次侧绕组4；所述磁芯绝缘内壳3的侧壁、顶壁和底壁的内侧上均设置有若干凸起限位点5，所述非晶合金磁芯1设置于所述磁芯绝缘内壳3中，所述纳米铁粉2填充于所述磁芯绝缘内壳3与所述非晶合金磁芯1之间的间隙中。还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，其特征在于：包括互感器复合磁芯，所述互感器复合磁芯包括环形结构的非晶合金磁芯（1）和包覆在所述非晶合金磁芯（1）表面的纳米铁粉（2），所述纳米铁粉（2）包含以下质量百分比的元素：钕元素12%～14%、硼元素2.2%～2.5%、镝元素0.05%～0.10%、钴元素0.6%～0.8%、铜元素0.5%～0.6%、镓元素0.35%～0.45%、锆元素0.6%～0.7%、钛元素0.2%～1.5%、余量的铁元素。

【技术特征摘要】
1.一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，其特征在于：包括互感器复合磁芯，所述互感器复合磁芯包括环形结构的非晶合金磁芯（1）和包覆在所述非晶合金磁芯（1）表面的纳米铁粉（2），所述纳米铁粉（2）包含以下质量百分比的元素：钕元素12%～14%、硼元素2.2%～2.5%、镝元素0.05%～0.10%、钴元素0.6%～0.8%、铜元素0.5%～0.6%、镓元素0.35%～0.45%、锆元素0.6%～0.7%、钛元素0.2%～1.5%、余量的铁元素。2.根据权利要求1所述的一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，其特征在于：所述纳米铁粉（2）的制备方法为：将乙酰丙酮钕、乙酰丙酮铁和硼酸乙酯溶于无水乙醇制得溶液A，用水溶解含除钕、铁、硼以外其余元素的无机盐制得溶液B，将溶液A和溶液B混合后加入稀氨水调节pH为8～10，充分搅拌后静止24小时以上得凝胶，对凝胶脱水后置于真空密闭炉中，在500～600℃下加热2～4小时，然后升温至700～800℃，并通入含氢气和氩气的混合气，混合气中氢气体积比为5%，持续30～60分钟，然后冷却即可。3.根据权利要求1所述的一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，其特征在于：所述非晶合金磁芯（1）由非晶合金磁性带材卷绕制成，所述非晶合金磁性带材包含以下质量百分比的元素：硅元素8%～12%、硼元素5%～8%、锰元素1.0%～1.8%、钴元素0.5%～1.3%、钒元素1.2%～2.2%、碳元素2.5%～4.0%、余量的铁元素。4.根据权利要求3所述的一种含纳米铁粉的非晶合金互感器，其特征在于：所述非晶合金磁性带材的制备方法为：将与所述非晶合金磁性带材元素配比相同的合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁鸿飞，胡昌才，杨华荣，
申请(专利权)人：安徽君华舜义恩佳非晶材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34