[发明专利]特别是用于电流变压器的磁心和用于制造其的方法

摘要

磁心包括具有在1000和3500之间的磁导率µ和小于1 ppm的磁致伸缩的基于铁的纳米晶合金，磁心在60 A的单极电流振幅的最大容差的情况下具有小于4.7 g的磁心质量或在100 A的单极电流振幅的最大容差的情况下具有小于5.3 g的磁心质量。 1

主权项

1.一种具有软磁性条状材料的磁心，所述软磁性条状材料由具有在1000和3500之间的磁导率µ、大于1.3 T的饱和磁化、小于0.1的剩磁比J_r/J_s、小于10%的矫顽场强H_c与各向异性场强H_a之比、和小于1 ppm的磁致伸缩的基于铁的纳米晶合金组成，其中所述基于铁的纳米晶合金包含至少50原子%的铁和至多2原子%的铌，其中J_r表示剩磁，J_s表示饱和磁化，其中所述磁心能够通过包括下列步骤的方法来得到：

提供带形材料；

在热处理温度下进行所述带形材料的热处理；

在所述带形材料的纵向方向上向经热处理的带形材料施加拉力以便在所述带形材料中产生10‑50MPa拉应力，以得到所述软磁性条状材料，其中为了从所述带形材料制造所述软磁性条状材料，也提供下面的操作：

确定所制造的软磁性条状材料的至少一个磁测量变量，以及

控制所述拉力以用于调节所述拉应力作为对所确定的磁测量变量的反应。

2.如权利要求1所述的磁心，其中所述基于铁的纳米晶合金包含至少15和至多20原子%的硅。

3.如权利要求1所述的磁心，其中所述基于铁的纳米晶合金是合金，其

‑ 由Fe_{100‑a‑b‑c‑d‑x‑y‑z}Cu_aNb_bM_cT_dSi_xB_yZ_z和高达1原子%的杂质组成，其中M是元素Mo、Ta或Zr中的一个或多个，T是元素V、Mn、Cr、Co或Ni中的一个或多个，且Z是元素C、P或Ge中的一个或多个，以及

‑ 0原子% ≤ a < 1.5原子%，

‑ 0原子% ≤ b < 2原子%，

‑ 0原子% ≤ c < 2原子%，

‑ 0原子% ≤ d < 5原子%，

‑ 14原子% < x < 18原子%，

‑ 5原子% < y < 11原子%，以及

‑ 0原子% < z < 2原子%，

‑ 纳米晶结构，其中至少50体积%的晶粒具有小于100 nm的平均尺寸，

‑ 具有中心线性部分的磁滞回线。

4.如前述权利要求1至3中任一项所述的磁心，其中所述至少一个磁测量变量的确定实时地出现。

5.如前述权利要求1至3中任一项所述的磁心，其中所述至少一个磁测量变量选自由所制造的软磁性条状材料的磁饱和通量、磁性带横截面积、各向异性场强、磁导率、矫顽场强和剩磁比组成的组。

6.如前述权利要求1至3中任一项所述的磁心，其中所述方法包括在确定所述至少一个磁测量变量的步骤之后卷绕所制造的软磁性条状材料的至少一个规定区段用于制造所述磁心的步骤。

7.如权利要求6所述的磁心，其中所述卷绕步骤被调节作为对所述至少一个磁测量变量的反应。

8.如权利要求6所述的磁心，其中所述卷绕步骤包括卷绕所制造的软磁性条状材料的规定数量的带层以便制造所述磁心，以及作为对所述至少一个磁测量变量的反应实现对带层的数量的规定。

9.如前述权利要求1至3中任一项所述的磁心，其中在60 A的最大直流负载下，所述磁心具有小于4.7 g的磁心质量，或在100 A的最大直流负载下，它具有小于5.3 g的磁心质量。

10.用于制造具有软磁性条状材料的磁心的方法，所述软磁性条状材料由基于铁的纳米晶合金组成，所述基于铁的纳米晶合金具有在1000和3500之间的磁导率µ、大于1.3 T的饱和磁化、小于0.1的剩磁比J_r/J_s、小于10%的矫顽场强H_c与各向异性场强H_a之比、和小于1 ppm的磁致伸缩，其中所述基于铁的纳米晶合金包含至少50原子%的铁和至多2原子%的铌，其中J_r表示剩磁，J_s表示饱和磁化，其中所述方法包括下列步骤：

提供带形材料；

在热处理温度下进行所述带形材料的热处理；

在所述带形材料的纵向方向上向经热处理的带形材料施加拉力以便在所述带形材料中产生10‑50MPa拉应力，以得到所述软磁性条状材料，其中为了从所述带形材料制造所述软磁性条状材料，还提供下面的操作：

确定所制造的软磁性条状材料的至少一个磁测量变量，以及

控制所述拉力用于调节所述拉应力作为对所确定的磁测量变量的反应。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述至少一个磁测量变量选自由所制造的软磁性条状材料的磁饱和通量、磁性带横截面积、各向异性场强、磁导率、矫顽场强和剩磁比组成的组。

12.如权利要求10或11所述的方法，其中它包括在确定所述至少一个磁测量变量的步骤之后卷绕所制造的软磁性条状材料的至少一个规定区段的步骤，其中所述卷绕步骤包括卷绕所制造的软磁性条状材料的规定数量的带层用于制造所述磁心，以及作为对所述至少一个磁测量变量的反应实现带层的数量的规定。

13.根据权利要求1至12中一项所述的磁心用于电流变压器的应用。