Трансформатор
Использование: при изготовлении сердечников трансформаторов тока, силовых трансформаторов источников вторичного питания и высокочастотных трансформаторов различного назначения. Сущность изобретения: предлагается трансформатор, состоящий из одного или нескольких ленточных сердечников, изготовленных из магнитного сплава на основе железа, и нескольких обмоток индуктивно связанных с сердечниками, отличающийся тем, что магнитный сплав содержит компоненты при следующем соотношении, ат. медь 0,5-2,0; один или несколько компонентов из группы, содержащей ниобий, тантал, вольфрам, молибден, хром, ванадий 2-5; кремний 5-18; бор 4-12, железо остальное. 10 з.п. ф-лы, 7 табл.
Изобретение относится к металлургии, а именно к магнитным сплавам на основе железа, из которых изготавливают сердечники трансформаторов тока, силовых трансформаторов источников вторичного питания и высокочастотных трансформаторов различного назначения.
Для трансформаторов тока, работающих в области слабых магнитных полей, важнейшим показателем является высокая индуктивность сердечника, которая линейно связана с начальной магнитной проницаемостью. Высокая индуктивность обеспечивает повышенную точность работы трансформатора тока. В силовых трансформаторах источников вторичного питания необходимо иметь сердечники с высокой магнитной проницаемостью и низкими магнитными потерями в области частот порядка 10 кГц. Известны трансформаторы, сердечники которых изготовлены из электротехнической стали и сплавов типа 45 НП с начальной магнитной проницаемостью до 4000 А/м [1] Известен трансформатор, выбранный в качестве прототипа, сердечник которого изготовлен из аморфного сплава на основе железа с начальной магнитной проницаемостью 10000 А/м. Состав сплава определяется областью на тройной диаграмме железо-бор-кремний. Применение тонкой аморфной ленты (толщина 25 мкм) такого состава позволяет достигнуть хороших характеристик трансформаторов в области высоких частот [2] С целью улучшения электромагнитных характеристик трансформаторов предложен трансформатор, в котором магнитопровод изготовлен из магнитного сплава на основе железа, содержащего компоненты при следующем соотношении, ат. медь 0,5-2,0; один или несколько компонентов из группы, содержащей ниобий, тантал, вольфрам, молибден, хром, ванадий, 2-5; кремний 5-18; бор 4-12; железо остальное. Для получения наиболее высоких электромагнитных характеристик трансформатора сплав должен иметь структуру, в которой не менее 50% кристаллитов размером менее 100 нм. Одним из вариантов изобретения является трансформатор, у которого сердечник изготовлен из сплава, содержащего медь, ниобий, молибден или хром или вольфрам, кремний, бор, железо основа. Присутствие в сплаве молибдена, хрома, вольфрама позволяет сформировать на поверхности ленты оксидную пленку этих элементов, которая препятствует внутреннему окислению, а следовательно, позволяет получить сердечники с высокими магнитными свойствами. Для получения наиболее высокой магнитной проницаемости предпочтительно, чтобы содержание кремния находилось в интервале 12-15 ат. а содержание бора 8 10 ат. После нанесения обмотки на сердечник, пропитки или проведения других операций в сердечнике могут возникнуть сжимающие напряжения, ухудшающие магнитные свойства. Для получения сердечника с низкой чувствительностью к внешним механическим воздействиям предпочтительно, чтобы содержание кремния в сплаве находилось в интервале 14-17 ат. а содержание бора 6-8 ат. Для силовых трансформаторов предпочтительно использовать сплавы с высокой индукцией насыщения. Для этого необходимо, чтобы содержание кремния находилось в интервале 7-11 ат. а содержание бора 9-11 ат. П р и м е р ы. В табл. 1 приведены результаты испытания сердечников размером 32 х 20 х 10 мм, изготовленных из ленты толщиной 25![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/177.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/956.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
Формула изобретения
1. ТРАНСФОРМАТОР, состоящий из одного или нескольких ленточных сердечников, изготовленных из магнитного сплава, содержащего кремний, бор и железо, и нескольких обмоток, индуктивно связанных с сердечниками, отличающийся тем, что магнитный сплав дополнительно содержит медь и один или несколько компонентов, выбранных из группы ниобий, тантал, вольфрам, молибден, хром, ванадий, при следующем соотношении компонентов сплава, ат. Медь 0,5 2,0 Один или несколько компонентов из группы, содержащей ниобий, тантал, вольфрам, молибден, хром, ванадий 2 5 Кремний 5 18 Бор 4 12 Железо Остальное 2. Трансформатор по п. 1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из сплава со структурой, состоящей не менее чем на 50% из кристаллов размером менее 100 нм. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитного сплава, содержащего медь, молибден, ниобий, кремний, бор, железо,4. Трансформатор по п.3, отличающийся тем, что в магнитном сплаве отношение содержания молибдена к сумме содержания молибдена и ниобия составляет 0,1 1,0. 5. Трансформатор по п.3, отличающийся тем, что в магнитном сплаве отношение содержания молибдена к сумме содержания молибдена и ниобия составляет 0,5. 6. Трансформатор по п.3, отличающийся тем, что на поверхности ленты магнитного сплава имеется пленка оксида молибдена толщиной не менее 5 нм. 7. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитного сплава, содержащего медь, ниобий, хром и/или вольфрам, кремний, бор, железо. 8. Трансформатор по п.7, отличающийся тем, что на поверхности ленты магнитного сплава имеется пленка оксида хрома или вольфрама толщиной не менее 5 нм. 9. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитного сплава, в котором содержание кремния составляет 4 17 ат. а содержание бора 6 8 ат. 10. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитного сплава, в котором содержание кремния составляет 12 15 ат. а содержание бора 3 10 ат. 11. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитного сплава, в котором содержание кремния составляет 7 11 ат. а содержание бора 9 11 ат%
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2