[发明专利]一种恒导磁磁芯及其制造方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁基软磁材料，特别是具有低磁导率、高抗饱和性能的针对交流和直流分量具有高度可调制性的恒导磁磁芯及其制造方法和用途。

背景技术

在电流互感器和电流补偿的扼流圈中，要求应用的磁芯对交流和直流分量有高度的可调制性。其中，针对如变频空调等电力电子技术的发展，要求其电路中应用的电流互感器具有较强的抗直流分量的能力，对应其中磁芯的要求为具有低磁导率和强的抗饱和能力。电流补偿的去干扰扼流圈中，针对单相用途，电流补偿的去干扰扼流圈具有两个同匝反向的绕组，在多相用途中，电流补偿的去干扰扼流圈具有三个或多个同向绕组。这种绕制方式使工作电流感应的磁通量相互抵消。

已知的电流互感器铁芯由非晶或纳米晶的合金优选地由带材制成，电流补偿的去干扰扼流圈铁芯由铁氧体及非晶或纳米晶的合金优选的制成，扼流圈的电感与线圈匝数、铁芯截面积及磁芯的相对磁导率有关。

在供电用电的线路中电流相差悬殊，从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高，如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。微型电流互感器一次绕组电流I₁与二次绕组I₂的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比，用Kn表示。

Kn=I₁/I₂

工作时，互感器一次绕组与限流电阻R串联接被测电压，二次输出接运放进行I/V变换（或直接电阻采样）。此时一次电流为I₁=U/（R+r），二次电流I₂=I₁/Kn，其中r为一次绕组内阻，Kn为额定电流比。

互感器的额定变比Kn指电流互感器的额定电流I₁与I₂之比。即

Kn＝I₁/I₂

电流互感器原边电流在一定范围内变动时,一般规定为10～120%I₁，副边电流应按比例变化，而且原、副边电流应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差，分别称为比差和角差。

比差为经折算后的二次电流与一次电流量值大小之差对后者之比，即

fI=KNI2-I1I1×100%]]>

f_U为电压互感器的比差，f_I为电流互感器的比差。当KnI₂>I₁时，比差为正，反之为负。

角差为二次电流与一次电流相位的差值，即

工业用途中能量计数的电流互感器用于间接的工作，有专用的初级电流互感器连接在电流输入端之前，因此这些电流互感器的磁芯往往由具有高导磁率的材料制成。这些电流互感器不适合在工业小型设备中使用，因为这种情况下一般没有连接在输入端前的初级电流互感器，工作电流强度常达100A或更高，在这种条件下，以高导磁率材料为磁芯的电流互感器将可能饱和而失效，造成电路的不安全性。

针对这种电流互感器，将装备有空气隙的铁氧体壳式铁芯用作磁芯，该铁氧体壳式铁芯具有作为一次电流的函数的令人满意的线性，满足IEC62053系列的对此的国际标准的规定，遵守精度等级1或2%的电子能量计数器针对双极零对称正弦电流的所给出的最大可测量的有效值I_max必须能够测量具有最大附加误差3或6%的、单极半波整流的正弦电流的最大幅度，该幅度的数值等于最大有效值的数值。但由于铁氧体相对较低的饱和磁感而需要较大体积的磁芯，以使电流互感器在整个电流范围内高线性的情况下达到最大可测量的初级电流，此外，铁氧体的磁导率还强烈的与温度有关。