Пластинчатый магнитопровод: особенности и этапы изготовления

Пластинчатый магнитопровод - деталь или комплект деталей, предназначенных для прохождения с определенными потерями магнитного потока, возбуждаемого электрическим током, протекающим в обмотках устройств, в состав которых входит магнитопровод.

Материалы и конструкция

Данные магнитопроводы собираются из плоских штампованных пластин. Эти элементы могут иметь Ш, П и О-образную форму. Ш-образные пластины используются для создания изделий броневого типа, а П и О-образные детали – для стержневых конструкций.

В качестве исходных материалов применяется холоднокатаный и горячекатаный прокат. В основном – из пермаллоя или электротехнической стали. Пермаллои используются для трансформаторов, магнитных головок и небольших магнитопроводов. Электротехническая сталь обычно служит основой для силовых трансформаторов разной мощности.

Этапы производства магнитопроводов пластинчатых

По своей конструкции и свойствам пластинчатые магнитопроводы значительно отличаются от ленточных и тороидальных. Изготовления сердечников этого типа регулируется ГОСТ 20249-80 и выполняется по следующей схеме:

Резка материала. Производится на дисковых ножницах. Материал раскраивается на полосы или ленты нужных размеров.
Вырубка и правка пластин. Сначала выполняется вырубка деталей на особых быстроходных прессах, далее – снятие с них «заусенцев» и правка деформации, возникшей в процессе штамповки.
Отжиг. Процедура позволяет вернуть материалу магнитные свойства, которые теряются в процессе обработки.
Изоляция пластин. Требуется для обеспечения высокой механической прочности, используется оксидная пленка, фосфатирование или лакирование.
Сборка. Различают сборку встык и вперекрышку, то есть с зазором и без него.
Контроль качества. Измерение основных характеристик полученных изделий и их соответствия техническому заданию.

Особенности отжига

Отдельного внимания в производстве пластинчатых магнитопроводов заслуживает отжиг деталей.

Во время раскроя пластин серьезно изменяется структура материала, что заметно по периметру. Образуются наклепные зоны, в которых материал теряет свою кристаллическую структуру, а, следовательно, – утрачивает свойства намагничивания.

Отжиг помогает восстановить первоначальные физические характеристики материала. Он выполняется в несколько этапов:

Увеличение температуры с определенной скоростью.
Выдержка в течение времени.
Медленное, постепенное снижение температуры.

Различают отжиг с ограниченным доступом кислорода, в вакууме и в водородной среде. Первый метод применяется для пластин из электротехнической стали. Выполняется при температуре 780-820 градусов по Цельсию, в результате чего пластины покрываются оксидной пленкой, которая нужна для изоляции деталей друг от друга при сборке.

Отжиг в вакууме характеризуется использованием специальных установок. Процедуре подвергаются пластины из электротехнической стали (при температурном режиме 780-820°С), из низко- и высоконикелевых пермаллоев (при 1100-1250°С и 1100-1150°С соответственно).

Процесс в водородной (восстановительной) среде помогает увеличить магнитную проницаемость пластин за счет роста кристаллических зерен. Отжиг происходит при температуре 1000-1100°С, ему подвергаются пластины из электротехнической стали и пермаллоя. Не происходит образования изоляционной оксидной пленки, но зато из материала удаляются примеси углерода и серы.

В последнее время активно стал использоваться листовой прокат с термостойким изоляционным покрытием. В случае применения такого материала нет необходимости в обжиге деталей – сразу после раскроя и правки может осуществляться сборка пластинчатого магнитопровода.

Особенности сборки пластинчатых магнитопроводов

Процедура представляет собой набор пластин в пакет и их скрепление (стягивание) между собой. Соединение деталей выполняется несколькими способами:

шпильками и болтами;
обжимными скобами;
металлической обоймой.

Важное условие сборки – изоляция крепежных деталей от магнитопровода. В некоторых случаях пакет подвергается сжатию. В этом случае происходит изменение магнитной проницаемости и показателей электрического сопротивления. Процедура выполняется при давлении 2-5 МПа, усилие сжатия подбирается в зависимости от материалов и конструкции пластин.

После проведения сжатия обязательно осуществляется контроль качества изготовления. С его помощью удается узнать полученную магнитную индукцию и проницаемость, а также ток холостого тока пластинчатого магнитопровода.

Соблюдение точного технологического процесса позволяет получить надежные и прочные конструкции, которые выдерживают большие нагрузки и готовы к эксплуатации практически в любых условиях.