Способ изготовления дисперсных магнитопроводов
Владельцы патента RU 2583454:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВПО АГАУ) (RU)
Изобретение относится к области электротехники, а именно к способу изготовления дисперсных магнитопроводов, которые могут быть использованы в условиях отрицательных температур. Способ включает формирование тела магнитопровода из порошка электротехнической стали с величиной частиц 0,001-0,35 мм, которые помещают в полость формы, имеющей не менее двух перегородок толщиной 0,4 мм. Порошок из частиц перемешивают с электролитом в количестве 1,0-1,8% от объема металлического порошка, после чего форму помещают в среду с температурой ниже температуры замерзания электролита на 5-78°C, после затвердевания электролита части магнитопровода извлекают из формы, устанавливают на него катушки, при этом торцы магнитопроводов смачивают смесью, содержащий электролит и частицы электротехнической стали, соединяют между собой и помещают в среду температур ниже температуры замерзания электролита. Состав электролита при его замерзании обеспечивает формирование монолитной конструкции магнитопровода без снижения его магнитных характеристик, что является техническим результатом изобретения. 1 пр.
Изобретение относится к технологии изготовления дисперсных магнитопроводов, используемых при производстве трансформаторов в электротехнической, радиотехнической и других отраслях промышленности и предназначенных для работы и хранения в условиях отрицательных температур, например в условиях открытого космоса, Арктики, Антарктики.
Известен способ изготовления ленточного магнитопровода (а.с. №1226544, кл. H01F 41/02), включающий навивку, отжиг, пропитку лаком и разрезку. Намотку производят одновременно двумя лентами разной ширины, а при пропитке заполняют лаком и зазоры, образованные разностью ширин лент.
Недостатками этого способа изготовления магнитопроводов являются: пропитка кремнийорганическим лаком и сушка, что повышает затраты на производство и снижает производительность (увеличивается время изготовления магнитопроводов, работа должна производится в вакуумной камере), ухудшаются условия охлаждения магнитопроводов. Навивка магнитопроводов лентами разной ширины усложняет технологию намотки и увеличивает габариты магнитопровода ввиду необходимости обеспечения требуемой площади поперечного сечения магнитопроводов.
Наиболее близким способом изготовления магнитопроводов, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления разрезных ленточных магнитопроводов (RU №2345433, кл. H01F 41/02. Опубл. 27.01.2009 г.).
Недостатками этого способа изготовления магнитопроводов являются: низкая производительность, большие энергетические затраты на производство магнитопроводов из-за необходимости специального технологического оборудования.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является упрощение технологии, снижение энергетических затрат и затраты на производство магнитопроводов, предназначенных для работы в отрицательных температурах. Технический результат - исключается необходимость в специальном оборудовании для осуществления способа и операциях (разрезание ленты магнитопровода, шлифовка его торцов, нагревательные печи).
Настоящая задача решается тем, что в способе изготовления дисперсных магнитопроводов, включающем формирование тела магнитопровода и установку на него катушки, магнитопровод формируют из порошка электротехнической стали с величиной частиц 0,001-0,35 мм, который помещают в полость формы, имеющей не менее двух перегородок толщиной 0,4 мм, затем перемешивают с электролитом в количестве 1,0-1,8% от объема металлического порошка, после чего форму помещают в среду с температурой ниже температуры замерзания электролита на 5-78°C, после затвердевания электролита части магнитопровода извлекают из формы, устанавливают на него катушки, торцы магнитопроводов смачивают смесью, содержащей электролит и частицы электротехнической стали, соединяют их между собой и помещают в среду температур ниже температуры замерзания электролита.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию «новизна»
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Ситом с ячейкой 0,1×0,1 просеяли порошок ПЖ2.160.28 (ГОСТ 9849-86), в который по объему добавили электролит (состав NaCl - 10%, 90% - H2O) и перемешали. Приготовленную смесь заформовали в форму, содержащую две перегородки и поместили в среду, где температура составляла минус 8°C. После затвердевания из формы извлекли две части магнитопровода, установили на каждом катушку (обмотку), торцы магнитопровода смочили составом, содержащим частицы порошка ПЖВ 2.160.28 и электролита, и затем поместили в среду с отрицательной температурой (минус 16°C). К одной из катушек припаяли провод с вилкой, ко второй катушке (обмотке) - лампочку 10 В).
Составы из электролита (вода-натрий хлор) можно готовить различного состава, что обеспечивает температуру его замерзания до минус 24°C (эвтектическая точка),
Таким же образом можно готовить, например, электролит состава: этиленгликоль - вода с различной температурой замерзания от - 4 до - 78°C с температурой кристаллизации, включая и эвтектический состав, где температура замерзания минус 78°C.
Нижний предел зерен 0,001 мм, например 0,0009, увеличивает энергозатраты на размол и просев через сито, верхний - 0,35 мм, например 0,5 мм, увеличивается вероятность нагрева зерен и вихревыми высокочастотными токами, которые могут возникнуть на его поверхности.
Толщина перегородок определяется максимальной величиной зерна 0,35 мм, которое наносится в зазор между частями (торцами) магнитопровода при их соединения.
Количество электролита определяется необходимым объемом для смачивания всех зерен, и при кристаллизации смесь должна образовывать монолит. При содержании в смеси воды меньше 1%, например 0,5%, образуются объемы зерен, которые не подвергались смачиванию, что снижает механическую прочность дисперсного магнитопровода после кристаллизации электролита. В случае увеличения электролита в смеси больше чем 1,8%, например 2,3%, приводит к увеличению расстояния между зернами, что снижает электротехнические характеристики магнитопровода (магнитные свойства).
Температура - нижний предел минус 5°C - определяется таянием электролита, находящегося в составе магнитопровода, например +5°C, при этой температуре утрачивается механическая прочность магнитопровода. Верхний предел, например -90°C, определяется хрупкостью затвердевшего электролита, а также его электротехническими свойствами при низких температурах.
Собранная схема с дисперсным магнитопроводом позволила осуществить трансформацию тока с использованием зерен металла вместо пластин (листа), а механическая прочность обеспечивалась путем кристаллизации электролита при отрицательных температурах между зернами (гранулами) магнитопровода.
Способ изготовления дисперсных магнитопроводов, включающий формирование тела магнитопровода и установку на него катушки, отличающийся тем, что магнитопровод формируют из порошка электротехнической стали с величиной частиц 0,001-0,35 мм, который помещают в полость формы, имеющей не менее двух перегородок толщиной 0,4 мм, затем перемешивают с электролитом в количестве 1,0-1,8% от объема металлического порошка, после чего форму помещают в среду с температурой ниже температуры замерзания электролита на 5-78°C, после затвердевания электролита части магнитопровода извлекают из формы, устанавливают на него катушки, торцы магнитопроводов смачивают смесью, содержащей электролит и частицы электротехнической стали, соединяют их между собой и помещают в среду температур ниже температуры замерзания электролита.
