[发明专利]配电用非晶态变压器

说明书

技术领域

本发明涉及具备包括非晶态合金薄带的铁芯和绕组的变压器，特 别涉及特征在于铁芯的材质以及铁芯的退火处理的配电用非晶态变 压器。

背景技术

以往，已知使用非晶态合金作为铁芯材料的非晶态变压器。利用 该非晶态变压器，将非晶态合金箔带层叠并弯曲成U字形而使两个前 端部对接或重合为卷铁芯，与以往的使用了电磁钢板的变压器相比， 可以减小铁损。

但是，在卷铁芯结构中，如果将材料弯曲，则产生应力，该应力 会导致磁特性恶化，所以需要将铁芯在磁场中实施退火(anneal)处 理，以释放应力来改善特性。这不仅仅对于非晶态合金，在电磁钢板 中也是必要的；但由于进行退火处理，原材料内部开始再结晶化，而 导致脆化。此时，退火条件与合金的成分存在关系，对于作为现有材 料的Metglas(R)2605SA1，在超过330℃的温度下，以30分钟以上 进行退火。另外，在专利文献1中，以其独自的公式确定了该退火条 件。

专利文献1：日本特开昭58-34162号公报

发明内容

由本申请申请人之一，以与现有的一般材料不同的成分，开发出 了饱和磁通密度高且更低损失的非晶态合金，并提出了专利申请(日 本特愿2005-62187)，但对于该新材料的专利申请，主要叙述了成 分，而未涉及详细的退火条件。但是，由于成分不同，所以上述非晶 态合金有可能与现有的退火处理不同。

因此，本发明的目在于提供一种选定最适合于新材料的退火条 件，且与使用了现有的非晶态合金的变压器相比低损失的配电用非晶 态变压器。

本发明的配电用非晶态变压器具备包括非晶态合金薄带的铁芯 和绕组，其中，上述铁芯被实施了退火处理，在该铁芯成形后的退火 时，铁芯中心部温度为300～340℃、且保持时间为0.5h以上。

另外，关于本发明的配电用非晶态变压器中的上述铁芯，铁芯成 形后的退火时的磁场强度为800A/m以上。

另外，本发明的上述非晶态合金薄带的非晶态合金优选包括 Fe_aSi_bB_cC_d(Fe：铁，Si：硅，B：硼，C：碳)和不可避免的杂质， 其中合金成分以原子％表示为80≦a≦83％、0<b≦5％、12≦c≦18 ％、0.01≦d≦3％；利用该成分的非晶态合金薄带，可以制成高Bs(饱 和磁通密度)和在矩形性方面优良、且即使退火温度低其特性也比现 有材料优良的磁芯。优选将如下的材料使用为配电用非晶态变压器用 的非晶态合金薄带：针对非晶态合金薄带的自由面、辊面，如果从它 们的表面到内部测定c的浓度分布，则在2～20nm的深度范围内存在 C的浓度分布的峰值。

以下示出限定成分的理由。以下，将原子％简记成％。

表示Fe量的a如果少于80％，则无法得到作为铁芯材料的充分 的饱和磁通密度；另外，如果多于83％，则热稳定性降低，无法制造 出稳定的非晶态合金薄带，所以优选为80≦a≦83％。另外，也可以 将Fe量的50％以下用Co以及Ni的1种或2种来置换，为了得到高 饱和磁通密度，优选为关于Co将置换量设为40％以下，关于Ni将 置换量设为10％以下。

由于Si是对非晶态形成能有贡献的元素，为了提高饱和磁通密 度，表示Si量的b优选设为5％以下。

表示B量的c对非静态形成能的贡献最大，在少于8％时，热稳 定性降低，在多于18％时，无法得到非晶态形成能等的改善效果。另 外，为了确保高饱和磁通密度的非晶态的热稳定性，优选为12％以上。

C对矩形性以及饱和磁通密度的提高具有效果，表示C量的d 在少于0.01％时，几乎没有效果，而在多于3％时，造成脆化、热稳 定性降低。

另外，也可以包含0.01～5％的Cr、Mo、Zr、Hf、Nb的1种以 上的元素；作为无法避免的杂质，也可以含有0.50％以下的Mn、S、 P、Sn、Cu、Al、Ti中的至少1种以上的元素。

另外，对于本发明的配电用非晶态变压器中的上述非晶态合金薄 带，以原子％表示Si量的b和表示C量的d满足b≦(0.5×a-36)×d^1/3。

另外，对于本发明的配电用非晶态变压器中的上述非晶态合金薄 带，退火后的饱和磁通密度为1.60T以上。