非晶、微晶材料在逆变焊机中的应用

1　引言随着高频逆变技术的成熟,逆变焊机生产量越来越大,由于频率的提高,逆变焊机体积小、重量轻、效率高、节能效果明显。作为逆变焊机心脏的主变压器,由于工作频率提高到20ｋＨｚ以上,传统的铁芯材料硅钢由于损耗太大,已不能满足使用要求;铁氧体虽高频损耗较低,但因其饱和磁感应值(ＢＳ)较低,铁芯的体积和重量仍较大,此外,铁氧体的居里温度较低,热稳定性差,温度稍高即导致ＢＳ值降低,易饱和,工作状态不稳定,不适合于高频大功率下使用。80年代末期发展起来的铁基超微晶材料,具有优良的综合磁性能,集硅钢、坡莫合金、铁氧体的优点于一身,即…     

铁基超微晶环形铁芯的批量横磁处理工艺

介绍用于逆变直流弧焊机单端正激式变压器的铁基超微是昌铁芯批量横磁热处理时控制晶化放热的新工艺。     

逆变电源用纳米微晶软磁铁芯

介绍了一种ＦｅＮｂＣｕＳｉＢ纳米微晶合金铁芯,这种铁芯具有低损耗、低剩磁和高磁导率等优良磁性能。介绍了两种铁芯保护装置能有效地散热,同时介绍了铁芯的热稳定性和逆变电源变压器的设计要求。这种铁芯适用于２０～１００ｋＨｚ下的各种高频大功率电源变压器。     

铁基纳米晶薄带在大功率变压器铁芯上的应用

快速凝固技术制备的24μm铁基纳米晶薄带经过不同的带材制备工艺、铁芯制备工艺制作的120mm×60mm×30mm纳米晶变压器铁芯在20kHz,0.5T的工作条件下可以获得更低的剩磁(Br≤0.2T)、损耗(P≤20W/kg)及磁导率,和现有30μm带材制备的变压器磁芯相比降低了变压器的温升,提高了电源效率及运行的稳定性,满足逆变焊机电源变压器高频化、小型化及更安全的设计要求。     

超微晶电流到感器铁芯的热处理方法

本文探讨了如何通过热处理使超微晶电流互感器铁芯具有优良的磁性能。实践证明分段式热处理工艺适用于超微晶铁芯。另外装炉时用铁块将铁芯隔离能有效地解决超微晶铁芯在晶化过程中的散热问题。特别是铁块和铁芯的重量相当时效果最佳,此时超微晶铁芯具有最好的磁性能。     

高频大功率双极性脉冲变压器用FeMoCuSiB超微晶合金的热处理工艺

总结了对Ｆ３ＭｏＣｕＳｉＢ超微晶合金进行的横磁，纵磁和无磁场退火，二次处理（先在无磁场条件下超微晶化处理，然后进行横磁退火或先横磁退火然后磁退火）等几种热处理试验的结果。通过实验对比，确定了使该材料获得高频低损耗，高磁导率的简易的最佳热处理工艺，可满足逆变直流弧焊电源高频大功率双极性脉冲变压器对铁芯材料的要求。研制的φ５０×８０×２０ｍｍ环形成品铁芯的双极性脉冲特性，当频率ｆ＝２０ｋＨｚ，△Ｂ＝１     

退火处理对温压Fe78Si9B13非晶软磁粉芯的影响

采用粉末冶金温压成形技术研制了Fe₇₈Si₉B₁₃非晶软磁粉芯,研究了退火处理对该种软磁粉芯的密度、磁导率、磁损耗、品质因数的作用。结果表明,当退火温度为450 ℃及以上时,磁粉芯已被晶化。在25~400 ℃范围内,有效磁导率随温度升高而迅速增大,400 ℃时达到最高值33.9（100 kHz）,随后急剧下降。随着退火的温度升高,磁粉芯的磁损耗逐渐减小,400 ℃退火时磁损耗达到最低值82.52 W/kg（100 kHz),然后会随退火温度升高迅速增大。磁损耗经退火后明显比未退火的小。品质因数随退火温度的变化趋势与磁损耗的刚好相反。磁场退火比未加磁场的退火更有利于提高磁粉芯的磁导率和降低磁损耗。     

逆变弧焊电源单端脉冲变压器用超微晶与非晶合金铁芯脉冲损耗特性对比

本文将用于新型高频大功率逆变弧焊电源单端脉冲变压器的三种材料铁芯（超微晶合金Finemet，非晶合金Metglas2605SC和2605SM）的高频脉冲损耗进行了对比，从损耗分析及三种合金高频磁化曲线及脉冲磁导率的差别，解释了各自脉冲损耗特性的差别，从实际应用考虑出发确定了三种合金各自适用的工作磁感△B范围。用粉纹法观察了三种合金处理后的畴结构。经各自最佳温度横向磁场处理后，带面上淬态迷宫畴转变为沿带轴呈40～45°的180°平行条状畴。通过畴宽的比较，分析了三种合金的高频反常涡流损耗的大小。     

磁压缩激光器与非晶微晶铁芯

本文简述了脉冲磁压缩工作原理和设计要点,重点介绍了非晶态合金及超微晶合金铁芯 的损耗只饱和磁感P,及剩磁Ｂｒ对磁压缩电感器的体积、效率及压缩效果的影响。以实例给出了 铁芯设计计算的方法,介绍了铁芯的绝缘和复位方法,指出各种软磁材料制作磁压缩激光器的优缺 点,说明ＦｅＮｂＣｕＳｉＢ微晶铁芯是较理想的材料,其Ｂｒ／Ｂｓ＝０．９     

逆变电源用纳米微晶软磁铁心

介绍了一种FeNbCuSiB纳米微晶合金铁心,这种铁心具有低损耗、低乘磁和高磁导率等优良磁性能。介绍了2种能有效地散热的铁心保护装置,同时介绍了铁心的热稳定性和逆变电源变压器的设计要求。这种铁心适用于20－100kHz的各种高频大功率电源变压器。     

固化剂对非晶纳米晶铁芯磁性能的影响

研究了固化剂对非晶纳米晶带材制作的铁芯磁性能的影响规律。结果表明,在不同粘度条件下,固化剂的热膨胀系数随温度的增加而增加,但存在两个转折点,这与其中发生的晶型转变有十分密切的关系;随着固化剂粘度增加,非晶铁芯和纳米晶铁芯的损耗变化率增加,磁导率变化率先增大后减小,这主要是由于在不同粘度下固化剂的膨胀系数不同导致铁芯内应力不同而引起铁芯磁性能的变化。本研究中,非晶和纳米晶铁芯在粘度为90 MPa·s时,损耗及磁导率变化值较低。     

频率和磁场强度对非晶及纳米晶合金带材磁性能的影响

研究了频率(f10 kHz)和磁场强度对商业非晶合金1K101和纳米晶合金1K107成品带材铁芯的损耗Pc和幅值磁导率μa的影响。结果表明,两种带材铁芯损耗Pc均正比于磁感应强度B的平方(Pc∝B2)及正比于频率f的平方(Pc∝f2);两种带材铁芯的μa都随B增加到一定值然后下降;当频率f为200 kHz时,1K107合金带材在B为0.4 T时最大幅值磁导率μa=27273.3;1K101合金带材在B=0.7 T时具有最大幅值磁导率μa=6548.9;在相同f、B条件下1K107带材损耗明显小于1K101,即便是f相同、B更大的情况下前者损耗仍可能小于后者,例如P1K107(200 kHz,0.7T)为1302.08 W/kg,P1K101(200 k Hz,0.4T)为2180.36 W/kg,表明纳米晶合金带材的磁性能明显优于非晶合金带材,更适合用于制备高频电力电子变压器铁芯。     

纳米晶薄带固化成型铁芯在中高频功率变压器上的应用

研究了FeSiBCuNb合金纳米晶铁芯固化成型方式在功率变压器上的应用,通过研究24μm和30μm不同厚度带材、固化剂等对变压器铁芯成型前后性能的影响,结果表明,24um带材可以获得更低的损耗,铁芯固化成型后损耗明显增加,导磁率变化不大,能够满足现有环形护盒铁芯在20kHz,0．5T条件下损耗小于30W／kg的要求,探索出新型的纳米晶功率变压器铁芯成型方式,为高频电源变压器的设计及后期线包的绕制提供了更多的选择方案。     

改善铁基超微晶合金性能的一些方法

综述了有关铁基超微晶合金批量生产优质带材和卷铁芯微晶化热处理工艺方面的专利文献，给出了提高工艺稳定性和成品磁异率的一些有效方法，以及添加元素钒来改善合金淬态脆性的方法，对批量，稳定生产高性能铁芯提供了实验及理论依据。     

FeCoBSiNb非晶环的制备和磁性能研究

本文采用铜模吸铸工艺制备了外径5 mm、内径3 mm的Fe36Co36B19.2Si4.8Nb4非晶合金磁环,并采用X射线衍射（XRD）、示差扫描量热仪（DSC）、振动样品磁强计（VSM）和软磁交流性能测量仪分析了该非晶合金环的结构、热稳定性和磁性能。结果表明：该非晶合金的玻璃转变温度和晶化温度分别为568.5℃和604.4℃,饱和磁化强度为99.7 emu/g;在磁感应强度不变时,频率升高,其相对磁导率降低,磁损耗增大;保持频率不变,磁感应强度增大时,其相对磁导率降低,磁损耗增大。     

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 研究了不同的磁场退火方式对非晶合金铁芯磁性能的影响。结果表明,纵向磁场退火后非晶合金铁芯的剩磁、最大磁导率和损耗增加;横向磁场处理后非晶合金铁芯的剩磁、最大磁导率、损耗和矫顽力减小;先加横向磁场后加纵向磁场退火,非晶合金铁芯可同时获得高的剩磁和低的损耗。     

制作高频大功率变压器用非晶或超微晶铁芯的交错对接工艺

介绍一种用铁基非晶或超微晶合金制作高频大功率变压器铁芯的新工艺。先将剪断的薄带对接为中间产品─—环形铁芯（各相邻层接口错开一定距离），然后在两相互垂直方向对铁芯加压形成具有圆角的矩形铁芯。经最佳温度退火后，将铁芯接口打开，插入线圈，再将铁芯接口接好。用此新工艺制成的矩形铁芯高频性能大大优于浸漆切割铁芯。     

超微晶铁心在逆变焊机中的应用

通过对比不同磁性材料的性能特点和参数，分析了IGBT逆变弧焊电源主变压器铁心的选择方法；通过介绍中，高频变压器的设计方式，给出了超微晶铁心应用在逆焊机中的特殊设计问题。     

Ni对FeCuNbSiB纳米晶合金恒导磁性能的影响

采用成分为Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7(at%)和Fe74-xNixCu1Nb3Si15B7(x=1,3)、Fe76-xNixCu1Nb3Si11B9(x=5、7、10、15)的非晶合金带材卷绕成环形铁芯,分别进行普通热处理和磁场热处理后检测铁芯磁性能。结果表明,随合金中Ni含量的增加,铁芯磁导率明显降低,可达到1.2k;交流损耗值比Fe73.5Cu1Nb3Si15.5B7合金铁芯降低了一个数量级;添加Ni元素后,铁芯抗直流性能明显改善,这是由于合金的磁畴结构发生了细化,感生磁各向异性增强而引起的。     

INVESTIGATION OF MAGNETIC STABILITY OF CERTAIN Co-BASE AMORPHOUS ALLOYS

本文研究了高初始磁导率、高频低损耗、高矩形比、低剩磁和恒导磁等5种类型不同性能特点的零磁伸Co基非晶合金在环境温度(-78—100℃)、时效(100℃)以及冲击、振动、碰撞、加速度等条件下直流磁性、磁滞回线、铁芯损耗等变化,并与类似性能的五类晶态Permalloy作了对比,分析了影响不同的可能原因,指出所研究的各类Co基非晶合金作为功率器件和磁导率器件的应用前景。