[发明专利]一种抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯及其制备方法，所述抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯包括第一纳米晶磁芯、第二纳米晶磁芯以及环状的封装外壳；所述第一纳米晶磁芯套装在第二纳米晶磁芯的外侧，且第一纳米晶磁芯和第二纳米晶磁芯同轴设置。所述抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯的制备方法包括如下步骤：将第一纳米晶磁芯和第二纳米晶磁芯依次安装到封装外壳的内部后得到所述抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯。本发明提供的抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯中包含有两只纳米晶磁芯，磁芯稳定性优异，线性度较好，灵敏度较高，磁导率的调整范围较大；此外，本发明提供的制备方法简单，加工成本低。

技术领域

本发明属于一种精密性互感器磁芯技术领域，尤其涉及一种抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展，现有的工业和民用电路系统中大量的应用了变频、开关电源以及整流设备，这些设备的大量使用导致了线路中会存在一定的直流分量，电流互感器在有较大直流分量时容易被磁化饱和，对于电流检测的精度带来了极大的挑战。而随着智能电网的发展，具有抗直流分量要求的磁芯的需求快速增长。

为实现抗直流分量的目的，通常采用非晶合金磁性材料制造互感器的磁芯，但是非晶合金磁芯互感器存在初始磁导率较低、磁芯稳定性较差、抗直流特性一般的问题。

纳米晶材料具有优异的综合磁性能：高饱和磁感、高初始磁导率、低Hc，高磁感下的高频损耗低，电阻率为80μΩ·cm，比坡莫合金(50-60μΩ·cm)高，经纵向或横向磁场处理，可得到高Br或低Br值，是目前市场上综合性能最好的材料。广泛应用于电源、变压器、无线充电等领域。

相关学者利用纳米晶材料制备得到抗直流分量互感器，CN 103928227A公开了一种单芯抗直流分量互感器铁芯的制备方法，所述制备方法依次按照如下步骤进行：将厚度为18-28μm的纳米晶软磁合金带材进行张力预晶化退火处理，所述张力预晶化退火处理的张力为10-60MPa、施张退火温度为520-670℃、施张带材运行速度为0.01-0.2m/s；将经张力预晶化退火处理的纳米晶软磁合金带材缠绕成互感器铁芯；将缠绕好的铁芯再进行一次退火处理，所述退火温度为400-550℃，退火时间为30-120min。所述方法采用单质低磁导率铁基纳米晶磁芯制备得到抗直流分量互感器，采用此该工艺制作的磁芯磁导率较低，其制成的互感器角差较大，灵敏度一般，且成本较高。

CN 1107240491A公开了一种纳米晶合金双磁芯电流互感器，所述纳米晶合金双磁芯电流互感器包括环形结构的纳米晶磁芯和非晶合金磁芯，所述纳米磁芯套装在所述非晶合金磁芯的外侧，且所述纳米晶磁芯和所述非晶合金磁芯同轴设置；所述非晶合金磁芯由非晶合金磁性带材卷绕制成，所述非晶合金磁性带材包含以下质量百分比的元素：硅元素8％-12％、硼元素5％-8％、锰元素1.0％-1.8％、钴元素0.5％-1.3％、钒元素1.2％-2.2％、碳元素2.5％-4.0％、余量的铁元素。该专利所述纳米晶合金双磁芯电流互感器中包含有两个磁芯，但是只有一个是纳米晶合金磁芯，其低导部分的磁芯采用的是非晶合金磁芯，采用该工艺制备得到的磁芯，其磁芯稳定性较差、抗直流特性一般，且磁导率的线性度也一般。

基于现有复合磁芯中低导磁芯稳定性较差；以及单只低磁导率铁基纳米晶磁芯的磁导率较低，导致制成的互感器角差较大，且磁芯成本较高的问题，有必要提供一种复合磁芯，使其既可保留高磁导率磁芯的高导特性，也可保证低磁导率磁芯较好的稳定性，且磁芯制作成本相对较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯及其制备方法，所述抗直流纳米晶双磁芯电流互感器磁芯中包含有一只高磁导率纳米晶磁芯和一只低磁导率纳米晶磁芯，既保留了高磁导率磁芯的高导特性，也保证了低磁导率磁芯较好的稳定性；且因为与高磁导率磁芯的搭配使用，低磁导率磁芯的磁导率可以进行较大范围的调整，以满足更广阔的应用需求。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：