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行：采用厚度＜25μm、寬度為40~60mm且疊片系數≥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行無磁場退火且惰性氣體保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度450~480℃，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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，真空度為0.6~0.8Mpa；將浸環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
【技術領域】
[0001]本發明屬于變壓器磁芯【技術領域】，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】
[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生電離，荷電后的粉塵沉積在收塵極和電暈極，通過對兩極振打，達到收塵之目的。其電路原理是輸入工頻電流，經整流電路調整為直流，再經過逆變電路形成頻率為20KHz的高頻電流，經高頻高壓變壓器升壓，最后經過高壓硅堆，變成適應高頻靜電除塵用高壓直流。
[0003]現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，導致其體積及質量大，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域，但是飽和磁感應強度很低，相對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工藝，因此難以制作大功率變壓器，同時還存在著溫度穩定性差、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，性能和穩定性一直是該行業的翹楚，已經廣泛應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進口，其價格昂貴。
【發明內容】
[0004]本發明是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，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]本發明的技術解決方案是: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行:
a.采用厚度<25 μ m、寬度為4(T60mm且疊片系數> 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行無磁場退火且惰性氣體保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度 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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，真空度為0.6?0.8Mpa ；
d.將浸環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]本發明制作工藝簡單、成本低廉，具有低損耗、高導磁的特性。與以硅鋼片作為變壓器材料的工頻電源相比，脈沖時間短、電場恢復快、電源轉換效率高，除塵效率可提高20%以上，耗電量減少70%，電壓波動率遠低于工頻電源，只有1%，功率質量比是工頻電源的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，成型難度系數低，工作時的溫度穩定性較高，從而大幅降低變壓器的溫升，提高了電源運行的安全穩定性及使用壽命，滿足靜電除塵電源變壓器高頻化、小型化的要求。與VAC進口的納米晶磁芯相比，在其他性能指標相當的前提下，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為本發明實施例1對應的動態磁滯回線示意圖。
[0008]圖2為本發明實施例1對應的靜態磁滯回線示意圖。
[0009]圖3為本發明實施例1與VAC公司磁芯的損耗對比示意圖。
[0010]圖4為本發明實施例2對應的動態磁滯回線示意圖。
[0011]圖5為本發明實施例2對應的靜態磁滯回線示意圖。
[0012]圖6為本發明實施例2與VAC公司磁芯的損耗對比示意圖。
[0013]圖7為本發明實施例3對應的動態磁滯回線示意圖。
[0014]圖8為本發明實施例3對應的靜態磁滯回線示意圖。
[0015]圖9為本方明實施例3與VAC公司磁芯的損耗對比示意圖。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
依次按照如下步驟進行:
a.采用厚度為24μπι、寬度為60mm且疊片系數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行無磁場退火且惰性氣體(氮氣)保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度450°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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，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氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環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 ;保溫結束隨爐冷卻。
[0017]實施例2:
依次按照如下步驟進行:
a.采用厚度23μ m、寬度為50mm且疊片系數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行無磁場退火且惰性氣體保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度470°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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，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氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環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 ;保溫結束隨爐冷卻。
[0018]實施例3:
依次按照如下步驟進行:
a.采用厚度22μ m、寬度為40mm且疊片系數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行無磁場退火且惰性氣體保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度450°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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，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氧樹脂膜；
d.采用高溫烤箱，將浸環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，測試實施例1、2、3的磁性能，結果如下表所示。
I磁芯重量I損耗 I電感 I溫升實施例1 19kg < 4w/kg > 1mH 合格實施例 2 13kg 一 < 4w/kg~ > 7mH H
更兔例3|8.5kg |< 4w/kg |> 3.8mH I合格
[0020]實施例1對應的動態磁滯回線和靜態磁滯回線分別如圖1、2所示。
[0021]說明:測試條件f=20kHz Bm=0.2T交流狀態下測得Ps (損耗)=2.95w/kg ；測試條件 f=50Hz，直流狀態下測得 μ i =46000，Bs=L IT, Br=0.48T。
[0022]實施例1 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規格磁芯的損耗對比示意圖如圖3所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
[0023]實施例2對應的動態磁滯回線和靜態磁滯回線分別如圖4、5所示。
[0024]說明:測試條件f=20kHz, Bm=0.2T交流狀態下測得Ps (損耗)=3.06w/kg ;
測試條件f=50Hz，直流狀態下測得μ 1=54000, Bs=L 12Τ，Br=0.6Τ。
[0025]實施例2 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規格磁芯的損耗對比示意圖如圖6所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
[0026]實施例3對應的動態磁滯回線和靜態磁滯回線分別如圖7、8所示。
[0027]說明:測試條件f=20kHz，Bm=0.2T交流狀態下測得Ps (損耗)=3.15w/kg ；
測試條件f=50Hz，直流狀態下測得μ 1=45000, Bs=L IT, Br=0.47T。
[0028]實施例3 (YK)在20kHz、1kHz、5kHz與VAC公司同規格磁芯的損耗對比示意圖如圖9所示，可以看出其損耗明顯低于VAC公司。
【權利要求】
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行: a.采用厚度<25 μ m、寬度為4(T60mm且疊片系數> 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行無磁場退火且惰性氣體保護的兩段保溫熱處理，第一段溫度 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冷卻的矩形納米晶磁芯進行浸環氧樹脂處理，真空度為0.6?0.8Mpa ； d.將浸環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】H01F27/25GK104200982SQ201410122424
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】王天寧, 張翠梅, 何鋼, 李麗娜, 朱志強, 王偉, 張寶珠 申請人:北京冶科磁性材料有限公司