DE102019133826A1 - Tape for a magnetic field sensitive component - Google Patents
Tape for a magnetic field sensitive component Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019133826A1 DE102019133826A1 DE102019133826.3A DE102019133826A DE102019133826A1 DE 102019133826 A1 DE102019133826 A1 DE 102019133826A1 DE 102019133826 A DE102019133826 A DE 102019133826A DE 102019133826 A1 DE102019133826 A1 DE 102019133826A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tape
- mgo
- sensitive component
- coating
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 8
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 10
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 39
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 206010013786 Dry skin Diseases 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
- H01F1/15333—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing nanocrystallites, e.g. obtained by annealing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Band für ein magnetfeldempfindliches Bauelement, das Band bestehend aus einer weichmagnetische Legierung und einer Beschichtung aus Metalloxid.Tape for a magnetic field sensitive component, the tape consisting of a soft magnetic alloy and a coating of metal oxide.
Description
Hintergrundbackground
Zur Messung von geringen Gleichströmen werden Stromwandler eingesetzt. Bisher gestaltet es sich schwierig Ringkerne als Stromwandler einzusetzen, da diese bisher zu niederpermeabel bei hohen Frequenzen (z.B. 100 kHz) waren. Es waren zwar auch Maßnahmen bekannt, um doch Ringkerne bei der Messung von geringen Gleichströme einzusetzen, doch sind diese Maßnahmen technisch aufwendig und es war nicht möglich ein über Jahrzehnte stabiles Messverfahren mit diesen Ringkernen durchzuführen.Current transformers are used to measure low direct currents. So far it has been difficult to use toroidal cores as current transformers, as they were previously too low-permeability at high frequencies (e.g. 100 kHz). Measures were also known to use toroidal cores when measuring low direct currents, but these measures are technically complex and it was not possible to carry out a measurement process with these toroidal cores that was stable over decades.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese oben genannten Probleme zu lösen.The present invention is based on the object of solving the above-mentioned problems.
ZusammenfassungSummary
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den beigefügten Ansprüchen definiert. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Band für ein magnetfeldempfindliches Bauelement, wie einen Ringkern, gerichtet, das Band
- a. Bestehend aus einer weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis mit der Zusammensetzung der allgemeinen Formel: [Fe1-aMa]100-x-y-z-αCuxSiyBzM'α, worin M Co und / oder Ni ist, M' mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo und a, x, y, z und α erfüllen jeweils 0 ≤ α < 0,5, 0,1 ≤ x ≤ 3, 0 ≤ y ≤ 30, 0 ≤ z ≤ 25, 5 ≤ y + z ≤ 30 und 0,1 ≤ α ≤ 30, wobei mindestens 50% der Legierungsstruktur von feinen kristallinen Partikeln besetzt sind; und
- b. mit einer Beschichtung aus MgO.
- a. Consisting of a soft magnetic Fe-based alloy with the composition of the general formula: [Fe 1-a M a ] 100-xyz-α Cu x Si y B z M ' α , where M is Co and / or Ni, M' is at least one element selected from the group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti and Mo and a, x, y, z and α each satisfy 0 α <0.5, 0.1 x 3, 0
y 30, 0z 25, 5 y +z 30 and 0.1α 30, with at least 50% of the alloy structure being occupied by fine crystalline particles; and - b. with a coating of MgO.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass ein Band mit dieser Beschichtung bei Verwendung in Ringkernen bei hohen Frequenzen zu einer erhöhten Induktivität dieser Ringkerne gegenüber unbeschichteten Varianten führt.It was surprisingly found that a tape with this coating, when used in toroidal cores at high frequencies, leads to an increased inductance of these toroidal cores compared to uncoated variants.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung dieses Bandes offenbart.A method of making this tape is also disclosed.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass es ohne Einsatz organischer Lösungsmittel bei der Auftragung der Beschichtung auskommt. Eine wässrige Lösung zur Auftragung der Schicht genügt, um das beschichtete Band zu erhalten, was für Aspekte der Arbeitsplatzsicherheit und des Umweltschutzes vorteilhaft ist.This method has the advantage that it does not require the use of organic solvents when applying the coating. An aqueous solution for applying the layer is sufficient to obtain the coated tape, which is advantageous for aspects of workplace safety and environmental protection.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt den Querschnitt eines Bandes1 gemäß der Erfindung mit einer Metalloxid-Beschichtung2 auf der Oberseite und einer optionalen elektrisch isolierenden Schicht3 auf der Unterseite.1 shows the cross section of aribbon 1 according to the invention with ametal oxide coating 2 on top and an optional electrically insulating layer3rd on the bottom. -
2 zeigt die Induktivität von aus gemäß der Erfindung mit Metalloxid beschichtetem Band hergestellten Ringkernen (oberer Graph, ——) und von aus herkömmlichen mit nicht beschichtetem Band hergestellten Ringkernen (unterer Graph, - - - -). Die X-Achse gibt die Kernnummer wieder, und die Y-Achse die Induktionskonstante AL in µH bei einer Windungszahl von 1.2 shows the inductance of toroidal cores made from tape coated with metal oxide according to the invention (upper graph, - -) and of toroidal cores made from conventional uncoated tape (lower graph, - - - -). The X-axis shows the core number and the Y-axis shows the induction constant AL in µH with a number of turns of 1.
Eingehende BeschreibungIn-depth description
Offenbart wird ein Band für ein magnetfeldempfindliches Bauelement, wie einen Ringmagneten, aus einer weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis und einer Beschichtung aus einem Metalloxid.Disclosed is a tape for a magnetic field-sensitive component, such as a ring magnet, made of a soft magnetic Fe-based alloy and a coating of a metal oxide.
Das Metalloxid ist vorzugsweise MgO.The metal oxide is preferably MgO.
Die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis hat eine Zusammensetzung gemäß der allgemeinen Formel: [Fe1-aMa]100-x-y-z-aCuxSiyBzM'α, worin M Co und / oder Ni ist, M' mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo und a, x, y, z und α erfüllen jeweils 0 ≤ a < 0,5, 0,1 ≤ x ≤ 3, 0 ≤ y ≤ 30, 0 ≤ z ≤ 25, 5 ≤ y + z ≤ 30 und 0,1 ≤ α < 30, wobei mindestens 50% der Legierungsstruktur von feinen kristallinen Partikeln besetzt sind.The Fe-based soft magnetic alloy has a composition according to the general formula: [Fe1-aMa] 100-xyz-aCuxSiyBzM'α, wherein M is Co and / or Ni, M 'is at least one element selected from the group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti and Mo and a, x, y, z and α satisfy 0 a <0.5, 0.1 x 3, 0
Die Bereiche können
Die Zusammensetzung kann Fe100-x-y-z-αNbαCuxSiyBz sein, worin x, y, z und α jeweils 0,5 ≤ x ≤ 2, 14 ≤ y ≤ 18, 4 ≤ z ≤ 10 ≤ y + z ≤ 25 und 1 ≤ α ≤ 6 erfüllen.The composition may be Fe 100-xyz-α Nb α Cu x Si y B z , where x, y, z and α each 0.5 x 2, 14 y 18, 4 z 10 y + z ≤ 25 and 1 ≤ α ≤ 6.
Die Zusammensetzung kann Fe100-x-y-z-αNbαCuxSiyBz sein, worin x, y, z und α jeweils 1 ≤ x ≤ 2, 15 ≤ y ≤ 16, 6≤z≤8≤y + z≤23 und 2 ≤ α ≤ 4 erfüllen.The composition may be Fe 100-xyz-α Nb α Cu x Si y B z , where x, y, z and α are each 1 x 2, 15 y 16, 6 z 8 8 y y + z, respectively 23 and 2 ≤ α ≤ 4.
Vorzugswiese kann die Zusammensetzung Fe73,5Cu1Nb3Si15,5B7 sein.The composition can preferably be Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si 15.5 B 7 .
Die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis mit der obigen Zusammensetzung weist eine Legierungsstruktur auf, von der mindestens 50% aus feinen kristallinen Teilchen bestehen. Diese kristallinen Teilchen basieren auf α-Fe mit einer bcc-Struktur, in der Si und B usw. gelöst sind. Diese kristallinen Teilchen haben eine extrem kleine durchschnittliche Teilchengröße von 1000 Ä oder weniger und sind gleichmäßig in der Legierungsstruktur verteilt. Im Übrigen wird die durchschnittliche Teilchengröße der kristallinen Teilchen durch Messen der Maximalgröße jedes Teilchens und Mitteln dieser bestimmt. Sie beträgt vorzugsweise 500 Ä oder weniger, bevorzugter 200 Ä oder weniger und insbesondere 50-200 Ä.The Fe-based soft magnetic alloy having the above composition has an alloy structure at least 50% of which is composed of fine crystalline particles. These crystalline particles are based on α-Fe having a bcc structure in which Si and B, etc. are dissolved. These crystalline particles have an extremely small average particle size of 1000 Å or less and are evenly distributed in the alloy structure. Incidentally, the average particle size of the crystalline particles is determined by measuring the maximum size of each particle and averaging them. It is preferably 500 Å or less, more preferably 200 Å or less, and particularly 50-200 Å.
Der verbleibende Teil der Legierungsstruktur mit Ausnahme der feinen kristallinen Teilchen ist hauptsächlich amorph. Selbst wenn feine kristalline Teilchen im Wesentlichen 100% der Legierungsstruktur einnehmen, weist die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung ausreichend gute magnetische Eigenschaften auf.The remaining part of the alloy structure except for the fine crystalline particles is mainly amorphous. Even when fine crystalline particles occupy substantially 100% of the alloy structure, the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention has sufficiently good magnetic properties.
Im Übrigen ist in Bezug auf unvermeidliche Verunreinigungen wie N, O, S usw. anzumerken, dass deren Einschluss in solchen Mengen, um die gewünschten Eigenschaften nicht zu verschlechtern, nicht als geeignet angesehen wird, die Legierungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu verändern für Magnetkerne etc.Incidentally, with regard to inevitable impurities such as N, O, S, etc., it should be noted that their inclusion in such amounts as not to deteriorate the desired properties is not considered suitable for changing the alloy composition of the present invention for magnetic cores, etc.
Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung der weichmagnetischen Legierung auf Fe-Basis der vorliegenden Erfindung nachstehend ausführlich erläutert.Next, the method for producing the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention will be explained in detail below.
Zunächst wird eine Schmelze der obigen Zusammensetzung durch bekannte Flüssigkeitsabschreckverfahren, wie ein Einzelwalzenverfahren, ein Doppelwalzenverfahren usw., schnell abgeschreckt, um amorphe Legierungsbänder zu bilden. Gewöhnlich haben amorphe Legierungsbänder, die durch das Einwalzenverfahren usw. hergestellt werden, eine Dicke von etwa 5 bis 100 µm, und solche mit einer Dicke von 25 µm oder weniger sind besonders als Magnetkernmaterialien zur Verwendung bei hoher Frequenz geeignet.First, a melt of the above composition is rapidly quenched by known liquid quenching methods such as a single roll method, a double roll method, etc. to form amorphous alloy ribbons. Usually, amorphous alloy ribbons made by the single roll method, etc. have a thickness of about 5 to 100 µm, and those having a thickness of 25 µm or less are particularly suitable as magnetic core materials for use at high frequency.
Diese amorphen Legierungen können Kristallphasen enthalten, aber die Legierungsstruktur ist vorzugsweise amorph, um die Bildung gleichmäßiger feinkristalliner Teilchen durch eine anschließende Wärmebehandlung sicherzustellen. Im Übrigen kann die Legierung der vorliegenden Erfindung direkt durch das Flüssigkeitsabschreckverfahren hergestellt werden, ohne auf eine Wärmebehandlung zurückzugreifen, solange geeignete Bedingungen ausgewählt werden.These amorphous alloys may contain crystal phases, but the alloy structure is preferably amorphous in order to ensure the formation of uniform fine crystalline particles by a subsequent heat treatment. Incidentally, the alloy of the present invention can be produced directly by the liquid quenching method without resorting to heat treatment, as long as suitable conditions are selected.
Als Band wird hier jegliches metallische Produkt verstanden, bei dem die Längenausdehnung substantiell größer ist als die Breiten- und Dickausdehnung (vorzugsweise mindestens 10-fach, 100-fach oder 1000-fach).A band is understood here to be any metallic product in which the length expansion is substantially greater than the width and thickness expansion (preferably at least 10 times, 100 times or 1000 times).
Der Querschnitt des Bandes kann kreisförmig, trapezförmig, rechteckig oder quadratisch sein, wobei in den letzteren Fall die Ecken abgerundet sein können.The cross-section of the tape can be circular, trapezoidal, rectangular or square, in which case the corners can be rounded.
Wie aus
Die Breite des Bandes kann 0,5-12,5 mm, 1-7,5 mm, oder 2-6 mm sein.The width of the tape can be 0.5-12.5 mm, 1-7.5 mm, or 2-6 mm.
Die Dicke des Bandes kann 1-100 µm, 2-50 µm, 15-20 µm, 18-22 µm, 3-10 µm, oder 4-6 µm sein.The thickness of the tape can be 1-100 µm, 2-50 µm, 15-20 µm, 18-22 µm, 3-10 µm, or 4-6 µm.
Die Beschichtung mit Metalloxids kann nur auf der Oberseite des Bandes sein. Die Dicke der Beschichtung auf der Oberseite kann 5-15%, 7,5-12,5%, oder 9-11% der Dicke des Bandes betragen. Beispielsweise kann die Dicke der Beschichtung 0,5-4 µm, 0,75-3 µm, 0,9-2,1 µm betragen.The metal oxide coating can only be on the top of the tape. The thickness of the coating on the top can be 5-15%, 7.5-12.5%, or 9-11% of the thickness of the tape. For example, the thickness of the coating can be 0.5-4 µm, 0.75-3 µm, 0.9-2.1 µm.
Die Unterseite des Bandes kann beschichtet oder unbeschichtet sein. Wenn auf der Unterseite eine Beschichtung vorhanden ist, kann sie so gestaltet sein, dass sie elektrisch isolierend ist. Insbesondere kann eine elektrisch isolierende Schicht auf der Unterseite vorgesehen sein. Die Dicke der Beschichtung auf der Unterseite ist bevorzugt kleiner als die Beschichtung auf der Oberseite und kann 0-1 %, 0,001-0,5%, oder 0,01-0,05% der Dicke der Beschichtung auf der Oberseite betragen. Als Beschichtung auf der Unterseite eignen sich alle bekannten elektrisch isolierenden Materialien, die beim Bau von Kernmagneten Verwendung finden und bei Temperaturen von über 600°C stabil bleiben. Zum Bespiel, kann die Beschichtung ein Metalloxid (z.B. Aluminiumoxid, Calciumoxid, MgO) sein.The underside of the tape can be coated or uncoated. If there is a coating on the underside, it can be designed to be electrically insulating. In particular, an electrically insulating layer can be provided on the underside. The thickness of the coating on the lower side is preferably smaller than the coating on the upper side and can be 0-1%, 0.001-0.5%, or 0.01-0.05% of the thickness of the coating on the upper side. All known electrically insulating materials that are used in the construction of core magnets and that remain stable at temperatures of over 600 ° C are suitable as a coating on the underside. For example, the coating can be a metal oxide (e.g. aluminum oxide, calcium oxide, MgO).
Offenbart wird auch ein magnetfeldempfindliches Bauelement umfassend das oben beschriebenen Band. Das magnetempfindliche Bauelement kann ein Ringkern, Block (herstellbar aus seitlich abgeplattetem Ringkern, der aus geraden Verbindungsstücken und verbindenden kurvigen Verbindungsabschnitten besteht, bei dem die kurvigen Verbindungsabschnitte entfernt wurden, so dass die geraden Verbindungsstücke verbleiben), oder ein Schnittbandkern sein.A magnetic field sensitive component comprising the tape described above is also disclosed. The magnetically sensitive component can be a toroidal core, block (can be produced from laterally flattened toroidal core, which consists of straight connecting pieces and connecting curved connecting sections, in which the curved connecting sections have been removed so that the straight connecting pieces remain), or a cut tape core.
Der Ringkern kann das oben beschriebene Band umfassen. Der Ringkern umfasst das Band in Windungen. Der Ringkern kann auf alle üblichen Weisen aus dem Band hergestellt werden.The toroidal core can comprise the tape described above. The toroidal core surrounds the tape in turns. The toroidal core can be made from the tape in any of the usual ways.
Die Dimensionen des Ringkerns hängen von dem Einsatzgebiet ab und ist nicht speziell festgelegt. Der Außendurchmesser kann 10-400 mm, 20-90 mm, 30-80 mm, 35-70 mm, 35-45 mm betragen. Der Inndurchmesser kann entsprechend 5-50 %, 10-45 %, oder 10-20 %, 17-30 des Außendurchmessers betragen. Die Dicke des Ringkerns kann 5-50 mm, 10-40 mm, oder 20-30 mm betragen.The dimensions of the toroidal core depend on the area of application and are not specifically defined. The outer diameter can be 10-400mm, 20-90mm, 30-80mm, 35-70mm, 35-45mm. The inner diameter can accordingly be 5-50%, 10-45%, or 10-20%, 17-30 of the outer diameter. The thickness of the ring core can be 5-50 mm, 10-40 mm, or 20-30 mm.
Der Ringkern kann auch einen in eine Vorrichtung oder Material zum Schutz vor mechanischen Schäden eingebracht sein. Der Ringkern kann daher eine außen aufgebrachte Lackschicht oder Beschichtung aus Epoxidpulver besitzen. Ferner kann der Ringkern auch in einem Gehäuse vorliegen (wie einer Schutztröge), das beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff gefertigt sein kann.The toroidal core can also be incorporated into a device or material for protection against mechanical damage. The toroidal core can therefore have an externally applied lacquer layer or coating made of epoxy powder. Furthermore, the toroidal core can also be present in a housing (such as a protective trough), which can be made from an electrically insulating plastic, for example.
Das magnetempfindliche Bauteil, insbesondere der Ringkern gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Verwendung in Vorrichtungen zur Messung eines Differenzstromes geeignet.The magnetically sensitive component, in particular the toroidal core according to the invention, is particularly suitable for use in devices for measuring a differential current.
Daher wird auch eine Vorrichtung zur galvanisch getrennten Messung eines Differenzstromes offenbart, die ein magnetfeldempfindliches Bauelement gemäß der Erfindung umfasst. Therefore, a device for the galvanically separated measurement of a differential current is also disclosed which comprises a magnetic field sensitive component according to the invention.
Entsprechend wird auch Verfahren zur galvanisch getrennten Messung eines Differenzstromes mit einem magnetfeldempfindlichen Bauelement gemäß der Erfindung offenbart, welches umfasst:
- Messen des Magnetfeldes von aktiven Leitern, die als Primärwicklung durch das magnetfeldempfindliche Bauelement geführt werden;
- Bestimmen, ob der Stromflusses in einer Sekundärwicklung, die über das magnetempfindliche Bauteil gekoppelt ist, einem vorbestimmten Kriterium entspricht;
- Ausgeben einer Meldung über das Vorhandensein eines Differenzstromes.
- Measuring the magnetic field of active conductors which are guided as a primary winding through the magnetic field sensitive component;
- Determining whether the current flow in a secondary winding which is coupled via the magnetically sensitive component corresponds to a predetermined criterion;
- Output of a message about the presence of a differential current.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bandes offenbart, das umfasst:
- a. Bereitstellen eines Bandes aus einer weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis mit der Zusammensetzung der allgemeinen Formel: [Fe1-aMa] 100-xyz-αCuxSiyBzM'α, worin M Co und / oder Ni ist, M' mindestens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo und a, x, y, z und α erfüllen jeweils 0 ≤ a ≤ 0,5, 0,1 ≤ x ≤ 3, 0 ≤ y ≤ 30, 0 ≤ z ≤ 25, 5 ≤ y + z ≤ 30 und 0,1 ≤ α < 30, wobei mindestens 50% der Legierungsstruktur von feinen kristallinen Partikeln besetzt sind;
- b. Beschichten des Bandes mit MgO.
- a. Providing a strip of a soft magnetic Fe-based alloy with the composition of the general formula: [Fe 1-a M a ] 100-xyz-α Cu x Si y B z M ' α , in which M is Co and / or Ni, M 'is at least one element selected from the group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti and Mo and a, x, y, z and α satisfy 0 a 0.5, 0.1, respectively x 3, 0
y 30, 0z 25, 5 y +z 30 and 0.1 α <30, with at least 50% of the alloy structure being occupied by fine crystalline particles; - b. Coating the tape with MgO.
Ferner kann Schritt b die Schritte umfassen:
- Benetzen des Bandes in einer wässrigen Lösung umfassend MgO;
- Trocknen des Bandes bis zur Ausbildung einer Beschichtung von MgO auf dem Band.
- Wetting the tape in an aqueous solution comprising MgO;
- Drying the tape until a coating of MgO is formed on the tape.
Die wässrige Lösung enthält 5-15, 7,5-12,5, oder 9-11 Gew.% (w/w) MgO.The aqueous solution contains 5-15, 7.5-12.5, or 9-11% by weight (w / w) MgO.
Das für die Lösung verwendete MgO kann eine Korngröße von 0,01 µm-2 µm, 0,5 µm-2µm, oder 1-2µm besitzen. Das MgO geht in Wasser nicht in Lösung.The MgO used for the solution can have a grain size of 0.01 µm-2 µm, 0.5 µm-2 µm, or 1-2 µm. The MgO does not go into solution in water.
Die wässrige Lösung kann ferner einen in wässriger Lösung löslichen Klebstoff enthalten. Der Anteil des Klebers in der wässrigen Lösung beträgt 1-10, 2,5-7,5, oder 4-6 Gew.% (w/w). Der Klebstoff kann ein organischer Klebstoff sein. Der organische Klebstoff kann Stärke oder Celluloseether umfassen. Der Klebstoff kann die Haftung des Metalloxids an das Band fördern. Nach dem Aufwickeln des Bandes zu einem magnetempfindlichen Bauteil, wird das Metalloxid durch die aufgewickelten Bande selbst fixiert und kann daher durch Hitzeeinwirkung entfernt werden. Dies kann die Induktivität des magnetempfindlichen Bauteils weiter verbessern.The aqueous solution can furthermore contain an adhesive which is soluble in aqueous solution. The proportion of adhesive in the aqueous solution is 1-10, 2.5-7.5, or 4-6% by weight (w / w). The adhesive can be an organic adhesive. The organic adhesive can comprise starch or cellulose ether. The adhesive can promote adhesion of the metal oxide to the tape. After the tape has been wound up to form a magnetically sensitive component, the metal oxide is fixed by the wound tape itself and can therefore be removed by the action of heat. This can further improve the inductance of the magnetically sensitive component.
Schritt b des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner umfassen:
- Benetzen des Bandes in einer wässrigen Lösung umfassend MgO;
- Entfernen der wässrigen Lösung umfassend MgO auf der Unterseite des Bandes; und Trocknen des Bandes bis zur Ausbildung einer Beschichtung von MgO auf dem Band.
- Wetting the tape in an aqueous solution comprising MgO;
- Removing the aqueous solution comprising MgO on the underside of the tape; and drying the tape until a coating of MgO is formed on the tape.
Schritt b des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner zumindest einen, vorzugsweise alle der folgenden Schritte umfassen:
- Benetzen des Bandes in einer wässrigen Lösung umfassend MgO;
- Entfernen der wässrigen Lösung umfassend MgO auf der Unterseite des Bandes;
- Auftragen einer Isolationsschicht auf der Unterseite des Bandes;
- Trocknen des Bandes bis zur Ausbildung einer wasserfreien Beschichtung von MgO auf der Oberseite des Bandes und der Isolationsschicht auf der Unterseite des Bandes.
- Wetting the tape in an aqueous solution comprising MgO;
- Removing the aqueous solution comprising MgO on the underside of the tape;
- Applying a layer of insulation to the underside of the tape;
- Drying the tape until an anhydrous coating of MgO is formed on the top of the tape and the insulation layer on the bottom of the tape.
Der Schritt des Benetzens des Bandes kann eine Dauer von 1-10 min, 2-8 min, 3-5 min haben.The step of wetting the tape can have a duration of 1-10 minutes, 2-8 minutes, 3-5 minutes.
Der Schritt des Trockenen des Bandes kann eine Dauer von 1-10 min, 2-8 min, 3-5 min haben und bei einerThe step of drying the tape can have a duration of 1-10 min, 2-8 min, 3-5 min and at one
Die Schritte des Benetzens, Entfernens und Auftragen einer Isolationsschicht werden ca. bei Raumtemperatur durchgeführt, also im Temperaturbereich von 20°C-27°C, 21°C-25°C, oder 22-23 °C.The steps of wetting, removing and applying an insulation layer are carried out at around room temperature, i.e. in the temperature range of 20 ° C-27 ° C, 21 ° C-25 ° C, or 22-23 ° C.
Der Schritt des Trocknens kann in einem Temperaturbereich von 180°C-220°C, 190°C-210°C, oder 195°C-205°C durchgeführt werden. Das Trocknen kann bei einer Temperatur und eine Dauer durchgeführt werden, die das Verdampfen eines Klebers aus der Lösung bewirkt, mit der das Band benetzt wurde.The drying step can be carried out in a temperature range of 180 ° C-220 ° C, 190 ° C-210 ° C, or 195 ° C-205 ° C. Drying can be carried out at a temperature and time which will cause an adhesive to evaporate from the solution with which the tape was wetted.
Nach Abkühlung auf Raumtemperatur kann das Band zu einem magnetempfindlichen Bauteil mit Windungen, z.B. einem Ringkern, mittels bekannter Verfahren gewickelt werden.After cooling to room temperature, the tape can be wound into a magnetically sensitive component with turns, e.g. a toroidal core, using known processes.
Danach können die erhaltenen magnetempfindlichen Bauteile mit Windungen, z.B. Ringkerne in einem Magnetofen behandelt werden, wobei der Ringkern bei einer Zieltemperatur in Gegenwart eines Magnetfeldes behandelt werden.Thereafter, the magnetically sensitive components obtained with windings, e.g. toroidal cores, can be treated in a magnet furnace, the toroidal core being treated at a target temperature in the presence of a magnetic field.
Die Zieltemperatur kann 580°C-620°C, 590°C-610°C, oder 595°C-605°C sein.The target temperature can be 580 ° C-620 ° C, 590 ° C-610 ° C, or 595 ° C-605 ° C.
Die Aufheizgeschwindigkeit bzw. Abkühlgeschwindigkeit kann 3°C-7°C/min oder 4°C-6°C/ min sein.The heating rate or cooling rate can be 3 ° C-7 ° C / min or 4 ° C-6 ° C / min.
Während der Behandlung im Magnetofen kann (z.B. im rechten Winkel zum magnetischen Weg) ein Magnetfeld mit 1800 A/cm -2200 A/cm, 1900 A/cm-2100 A/cm oder 1950 A/cm - 2050 A/cm eingesetzt werden.During the treatment in the magnetic furnace, a magnetic field with 1800 A / cm -2200 A / cm, 1900 A / cm-2100 A / cm or 1950 A / cm-2050 A / cm can be used (e.g. at right angles to the magnetic path).
Es aber auch möglich, die erhaltenen magnetempfindlichen Bauteile mit Windungen, z.B. Ringkerne, zunächst nur in einem Ofen ohne Exposition gegenüber einem Magnetfeld zu behandeln, wobei die Temperaturbedingungen, denen oben für Magnetöfen entsprechen.However, it is also possible to treat the magnetically sensitive components with windings obtained, e.g. toroidal cores, initially only in an oven without exposure to a magnetic field, whereby the temperature conditions correspond to those for magnetic ovens above.
BeispieleExamples
Beispiel 1: HerstellungExample 1: Manufacture
Band
Anschließend wird das benetzte Band
Danach erfolgt eine Trocknung des Bandes im Durchlauf bei ca. 200°C für ca. 5 Minuten, so dass eine trockene MgO Beschichtung
Das erhaltene beschichtete Band
Danach werden die erhaltenen Ringkerne in einem Magnetofen wie folgt behandelt: Die Aufheizgeschwindigkeit beträgt ausgehend von Raumtemperatur 5°C/min bis zum Erreichen einer Temperatur von ca. 600°C und anschließendem Abkühlen bei 5°C/min bis Raumtemperatur. Während dieser Behandlung werden die Ringkerne einem Magnetfeld von 2000 A/cm im rechten Winkel zum magnetischen Weg ausgesetzt werden.The toroidal cores obtained are then treated in a magnet furnace as follows: The heating rate, starting from room temperature, is 5 ° C./min until a temperature of approx. 600 ° C. is reached, followed by cooling at 5 ° C./min to room temperature. During this treatment, the toroidal cores will be exposed to a magnetic field of 2000 A / cm at right angles to the magnetic path.
Beispiel 2: Messung der Induktivität
- 25 gemäß dem Verfahren aus Beispiel 1 hergestellte Ringkerne wurden
mit 25 Ringkernen verglichen, der im Prinzip nach dem gleichen Herstellungsverfahren wie inBeispiel 1 hergestellt wurden, bei dem aber die wässrige Lösung kein MgO enthielt. Die Induktivität jedes Kerns wurde bestimmt. In1 sind die Induktivitätskonstanten der Ringkerne dargestellt, wobei die Kerne gemäß aufsteigender gemessener Induktivität in der X-Achse geordnet wurden.
- 25 toroidal cores produced according to the process from example 1 were compared with 25 toroidal cores which were produced in principle according to the same production process as in example 1, but in which the aqueous solution did not contain any MgO. The inductance of each core was determined. In
1 the inductance constants of the toroidal cores are shown, the cores being arranged according to ascending measured inductance in the X-axis.
Wie aus
Daher konnte überraschendweise gezeigt werden, dass ein MgO Beschichtung die Induktivität der Eisenlegierung substantiell verbessert.It was therefore possible, surprisingly, to show that an MgO coating substantially improves the inductance of the iron alloy.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Band bzw. weichmagnetische LegierungTape or soft magnetic alloy
- 22
- Beschichtung mit Metalloxid auf OberseiteCoating with metal oxide on top
- 33
- Optionale elektrisch isolierende Beschichtung auf der UnterseiteOptional electrically insulating coating on the underside
- 44th
- OberseiteTop
- 55
- Unterseitebottom
Claims (14)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019133826.3A DE102019133826A1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Tape for a magnetic field sensitive component |
| CN202022932232.4U CN214897869U (en) | 2019-12-10 | 2020-12-09 | Tape, magnetic field sensitive element and device for measuring current difference |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019133826.3A DE102019133826A1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Tape for a magnetic field sensitive component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102019133826A1 true DE102019133826A1 (en) | 2021-06-10 |
Family
ID=75962471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102019133826.3A Withdrawn DE102019133826A1 (en) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | Tape for a magnetic field sensitive component |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214897869U (en) |
| DE (1) | DE102019133826A1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10045705A1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-04-04 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Magnetic core for a transducer regulator and use of transducer regulators as well as method for producing magnetic cores for transducer regulators |
| DE102013210800A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Bender Gmbh & Co. Kg | Integrated circuit with digital method for AC-sensitive differential current measurement |
-
2019
- 2019-12-10 DE DE102019133826.3A patent/DE102019133826A1/en not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-12-09 CN CN202022932232.4U patent/CN214897869U/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10045705A1 (en) * | 2000-09-15 | 2002-04-04 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Magnetic core for a transducer regulator and use of transducer regulators as well as method for producing magnetic cores for transducer regulators |
| DE102013210800A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Bender Gmbh & Co. Kg | Integrated circuit with digital method for AC-sensitive differential current measurement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN214897869U (en) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69717718T2 (en) | Soft magnetic powder composite core made of particles with insulating layers | |
| DE69018422T2 (en) | Iron-based soft magnetic alloy, its manufacturing process and magnetic core made from it. | |
| DE69422862T2 (en) | Nanocrystalline alloy with damping characteristics, manufacturing process of the same, choke coil, and interference filter | |
| DE102012109744B4 (en) | Alloy, magnetic core and method for manufacturing a tape from an alloy | |
| DE69317810T2 (en) | Process for the production of grain-oriented electrical sheets made of silicon steel with low wattage losses and a low-noise transformer made of layered sheets during operation | |
| EP2612942B1 (en) | Non-grain oriented electrical steel or sheet metal, component produced from same and method for producing non-grain oriented electrical steel or sheet metal | |
| DE112010000836T5 (en) | A soft magnetic alloy ribbon and manufacturing method therefor, and a soft magnetic alloy ribbon magnetic device | |
| DE102011002114A1 (en) | Alloy, magnetic core and method of making an alloy strip | |
| EP3625373A1 (en) | Non-oriented electrical steel strip for electric motors | |
| DE2915737C2 (en) | ||
| DE2041051A1 (en) | Steel strips covered with an insulating layer of magnesium oxide and the means for their manufacture | |
| DE69738447T2 (en) | Method for producing grain-oriented silicon-chromium electrical steel | |
| DE19807048C2 (en) | Process for the production of alloy glasses | |
| EP3746574A1 (en) | Electrical steel strip that can be but doesn't have to be reannealed | |
| DE2621875A1 (en) | GRAIN ORIENTED SILICONE STEEL AND THE METHOD FOR MANUFACTURING IT | |
| DE3440344A1 (en) | Process for producing grain-oriented electric steel sheet having improved magnetic properties and improved glass film properties | |
| DE2917235A1 (en) | PROCESS FOR THE FORMATION OF FIXED AND UNIFORM INSULATION LAYERS ON GRAIN ORIENTED SILICON STEEL SHEET | |
| DE69328998T2 (en) | Grain-oriented electrical sheets and material with a very high magnetic flux density and process for producing them | |
| DE69028241T3 (en) | Process for the production of thin grain-oriented electrical sheets with low iron losses and high flux density | |
| DE102019133826A1 (en) | Tape for a magnetic field sensitive component | |
| WO2019149582A1 (en) | Electrical steel strip that can be but doesn't have to be reannealed | |
| WO2020078529A1 (en) | Method for producing an no electric strip of intermediate thickness | |
| DE3930903C2 (en) | Copper alloy with sufficient ductility | |
| CH189195A (en) | Magnetizable alloy with a high initial permeability that is constant over a wide range of field strengths, as well as a process for its production. | |
| DE69928119T2 (en) | Opening grill for color picture tube, manufacturing process and color tube |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MAGNETEC GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: MAGNETEC - GESELLSCHAFT FUER MAGNETTECHNOLOGIE MBH, 63505 LANGENSELBOLD, DE |
|
| R082 | Change of representative |
Representative=s name: RICHLY & RITSCHEL PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |