
技术摘要:
本发明涉及一种PFC差模电感磁环的生产工艺,包括如下步骤:带材卷绕,铁芯退火,铁芯固化,切割气隙,气隙处理和喷涂;通过该工艺能够将目前非晶体合金制作电感的铁芯,能够提高电感铁芯的生产效率,有效降低了一体化电感的不良品率,有效保障一体化电感的性能,从而降 全部
背景技术:
电力系统在供电过程中存在大量非线性阻抗特性的供用电设备,使得实际的交流 电波形偏离理想状态的正弦波,这种现象称为正弦波形畸变。此时的非正弦波是周期性电 气量,根据傅里叶级数分析,可分解为基波分量和具有基波频率(工频)整数倍的谐波分量。 谐波实际上是一种干扰量,使电网受到污染。 电网谐波来自于三个方面: 一是发电质量不高产生谐波:发电机由于三相绕组在制作上很难做到绝对对称, 铁芯也很难做到绝对均匀一致和其他一些原因,发电源多少会产生一些谐波,但一般来说 很少。 二是输配电系统产生谐波:输配电系统中主要是电力变压器产生谐波。由于变压 器铁芯的饱和,磁化曲线的非线性,加上设计变压器时考虑经济性,其工作磁密选择在磁化 曲线的近饱和段上,这样就使得磁环电流呈现尖顶波形,因而含有奇次谐波。它的大小与磁 路的结构形式、铁芯的饱和程度有关。铁芯的饱和程度越高,变压器工作点偏离线性越远, 谐波电流也就越大,其中三次谐波电流可达额定电流的0.5%。 三是用电设备产生的谐波:晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解 槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用,给电网注入了大量的谐波。 使电网电压耦合许多毛刺或尖峰,甚至出现波形缺损和畸变。并使电网总功率因素下降。我 们知道,晶闸管整流装置采用移相控制,从电网吸收的是缺角的正弦波,从而给电网留下的 也是另一部分缺角的正弦波,显然在留下部分中含有大量的谐波。如果整流装置为单相整 流电路,在接感性负载时则含有奇次谐波电流,其中3次谐波的含量可达基波的30%;接容 性负载时则含有奇次谐波电压,其谐波含量随电容值的增大而增大。如果整流装置为三相 全控桥6脉整流器,变压器原边及供电线路含有5次及以上奇次谐波电流;如果是12脉冲整 流器,也还有11次及以上奇次谐波电流。经统计表明:由整流装置产生的谐波占所有谐波的 近40%,这是最大的谐波源。 在三相四线制供电方式中,由于多次谐波分量增加,使中线电流增大,这是一个很 棘手的问题。如今计算机电源UPS、程控交换机电源、电焊机电源、电子镇流器等早已高频 化,其对电网的污染也是显而易见,非常突出。谐波污染是电网的公害,它不仅造成电能的 损失,而且使用电设备的使用寿命缩短,降低了产品质量,从而引起很大的经济损失。 减少电网污染最有效的办法之一,是在电路中增加功率因数校正PFC功能。PFC的 英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数校正”,它可以在交流转换为直 流时提高电源对市电的利用率,减小转换过程的电能损耗,达到节能的目的。此外,PFC还能 减少电源对市电电网的干扰,尤其是避免它在突然启动时对其他电器的影响。功率校正因 数已经成为热点,并成为商家进入市场的关键。功率因数校正技术正得到越来越广泛的应 4 CN 111584226 A 说 明 书 2/8 页 用,广大电源工作者希望找到合适的材料来满足电路的要求。目前,PFC电路中用到的电感 材料有铁氧体、硅钢片、铁基非晶以及磁粉芯(磁粉芯又包括铁粉芯、FeSi、FeSiAl和坡莫合 金粉芯),各种材料均有优缺点,铁氧体的损耗最低,但是体积也最大。硅钢片在高频时涡流 损耗大。铁硅的偏流特性最好,但是损耗最大。铁硅铝偏流特性不如铁硅,但是损耗比铁硅 要好。铁基非晶合金材料因为具有非晶态的特殊结构,且具有高饱和磁感强度(Bs/ Staturation Flux Density,可达1.64T)、高电阻率(ρ/Eleca Trical Resistivity 130μ Ω-cm)、低损耗(材料厚度为303m左右,因而在高频工作时涡流损耗小),成为理想的绿色节 能环保材料。 在变频器输入侧串接合适的电抗器,或安装谐波滤波器,滤波器与电容组成LC滤 波电路,吸收谐波和增大电源或负载的阻抗,已达到抑制谐波的目的。 如图1所示的差模电感电路,差模电感器L1、L2与X电容串联构成回路,因为L1、L2 对差模高频干扰的感抗大,而X电容C1对高频干扰的容抗小,这样将差模干扰噪声滤除,使 其不能加到后面的电路中,达到抑制差模高频干扰噪声的目的。 而通过铁基非晶合金材料制作差模电感器中的铁芯是目前急需要解决的技术问 题。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的是提供一种PFC差模电感磁环的生 产工艺。 为达到上述目的,本发明采用以下技术方案,一种PFC差模电感磁环的生产工艺, 带材卷绕:按照设计的铁芯尺寸,通过铁芯自动绕卷机对选择的铁基非晶带进行 加工; 铁芯退火:将加工成型的铁芯放入到真空炉中在氮气保护下进行加热,加热温度 达到370℃~380℃时,进行保温,保温时间为40分钟~75分钟;然后将铁芯吊出真空炉进行 降温,完成铁芯退火过程; 铁芯固化:将环氧树脂和固化促进剂混合后倒入到真空浸渍机中的真空槽中,将 退火后的铁芯放入到真空浸渍机中真空槽中进行铁芯固化,然后将固化后的铁芯放入到烘 箱中进行烘干; 切割气隙:将固化后的铁芯按照设计的气隙值进行精密切割; 气隙处理:将环氧板插入到铁芯切割的气隙中; 喷涂:对气隙处理后的铁芯进行绝缘喷涂。 对退火的铁芯进行磁化处理,磁化后的铁芯场强为1400A/m-2000A/m。 所述铁芯退火按照如此方法进行: 将卷绕成型的铁芯依次穿在不锈钢管上,重叠置放; 将穿有铁芯的不锈钢管吊入到真空炉中,开启真空泵对真空炉进行抽真空处理; 开启加热,记录时间及环境温度; 向真空炉内注入氮气,当炉内压力增至大于标准大气压0.1Mpa时关闭氮气阀,开 始记录测试点温度,每15分钟记录一次; 开启加磁电流;当至少50%的铁芯温度测试点温度达到370℃~380℃时,进行保 5 CN 111584226 A 说 明 书 3/8 页 温,保温时间为40分钟~75分钟; 保温时间到达后,打开退火炉放气阀,待炉内压力降至正常压力状态下打开炉盖, 将铁芯用行吊吊出降温,完成退火过程。 所述铁芯固化按照如下方法进行: 将环氧树脂和固化促进剂按照5:6进行混合,并将混合后的环氧树脂和固化促进 剂倒入真空浸渍机的真空槽中,并进行充分搅拌; 将放置退火后铁芯的放料盘整体浸入真空槽内,使铁芯整体没入液面以下; 关闭真空槽上盖、排污阀和放气阀,打开真空泵阀门和真空泵,抽出槽内空气,待 真空压力表停止时真空槽内接近处于真空状态; 保持真空状态10分钟,使铁芯与固化剂充分接触; 10分钟后打开放气阀,待真空槽气压恢复至正常压力时打开槽盖,取出铁芯充分 沥干; 如果外界气温偏低,粘附在铁芯表面的固化剂则呈粘稠状态,低温烘烤使固化剂 快速沥干; 然后将托盘放入烘箱内烘烤;在烘烤时,调节烘箱升温速度以3K/min升温到393K, 并保温360min后取出铁芯。 所述喷涂按照如下方法进行: 喷涂前准备:将隧道加热炉打开,设定好炉温;再打开空气压缩机开关,先将底部 水分排空,再开机运行;注意气压状况,设定压力为8KG;将涂装机喷柜电源打开;检查喷枪, 粉桶粉料充足; 设定喷涂机器参数:打开电源控制开关,设定Ⅰ区温度为180℃,设定Ⅱ区温度为 180℃,设定Ⅲ区为180℃;启动加热程序,将热风循环机打开,45分钟后,温度升到设定值, 再打开链条电机开关,将转速设为4HZ,打开抓盘机械手电源,设为自动模式,最后打开静电 喷涂机操作屏幕开关,进入喷涂程序设定; 喷涂程序设定:启动PLC操作程序,将电源照明打开,设定好喷枪的运行轨迹; 启动抽风机开关,设定为30HZ左右,XY速度400-500,Z轴150-180,Y轴运行间隔8- 12;高压静电喷粉气压在2-4KG间,雾化0.1-0.2,电压50-65KV; 铁芯喷涂:将绝缘粉末放置于流化桶内,气压调节在0.2MPA,开启振动,进行铁芯 静电喷涂; 烘烤:将铁芯倒放盘中,均匀摆好位置;将料盘放回加热炉烘烤,时间设定为15分 钟;完成铁芯烘烤。 还包括对喷涂后的铁芯进行检测,该检测包括对铁芯的空载电感、直流叠加电感、 功率损耗、直流电阻、绝缘电阻、匝间耐压和耐电压的电气性能进行检测。 本发明的有益效果是:通过该工艺能够将目前非晶体合金制作电感的铁芯,能够 提高电感铁芯的生产效率,有效降低了一体化电感的不良品率,有效保障一体化电感的性 能,从而降低了一体化电感的生产加工成本,具有良好的经济和社会效益。 附图说明 图1是