[发明专利]用于电抗器的铁心及其制造方法以及电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电抗器的铁心及其制造方法以及一种电抗 器。特别地，本发明涉及一种有效减小涡流损耗的电抗器。

背景技术

近些年，从全球环境保护的观点来看，混合电动车辆或电动车 辆已投入实际应用。混合电动车辆是指提供有引擎和电动机作为驱动 源并且使用它们中之一或两者来运行的车辆。在用于电动机的电力分 配系统中，为这种混合电动车辆等提供了升压电路。利用了能够把电 能存储成磁能的电抗器作为升压电路的元件之一。

电抗器具有线圈和铁心，其中通过线圈的激励在铁心中形成了 闭合磁路。对于铁心来说，提到了由粉末成形制品构成的铁心。通过 对多元复合磁粒进行加压成形构成粉末成形制品，其中金属磁粒涂敷 有绝缘涂膜。当这种铁心用于交流(AC)磁场时，由于铁损耗引起 的能量损耗增加。铁损耗一般是由磁滞损耗和涡流损耗之和表示。作 为减小上述当中涡流损耗的技术，提到了专利文献1中描述的技术。 专利文献1公开了规定多元复合磁粒的大直径与Heywood直径的比 率。

相反，施加到线圈的电流波形是这样一种波形，其中交流成分 被添加到直流成分。当上述的直流成分增加时，线圈的电感降低。结 果，阻抗降低，引起输出降低或者功率转换效率降低的问题。因此， 在电抗器中，需要电感随着直流成分的增加而减小的程度降低，即， 直流叠加特性是有利的。作为改善直流叠加特性的技术，已知专利文 献2中描述的技术。专利文献2公开了使用颗粒大小为5到70μm的 不规则形状的低硬度磁粉。

在其制造过程中对粉末成形制品进行加压成形。然而，在加压 成形期间多元复合磁粒的变形导致了缺陷，诸如应变或错位。因此， 粉末成形制品的磁矫顽力增大，引起磁滞损耗增大的问题。因此，作 为解决方法，有效的是，通过对粉末成形制品进行热处理去除加压成 形过程中引入多元复合磁粒中的扭曲或错位，从而有助于磁畴壁的移 动并且减小磁心的磁矫顽力。当热处理温度较高时，可以充分地去除 缺陷。然而，当把温度调节到过高温度时，绝缘涂膜分解或变坏，这 增大了涡流损耗。作为在加压成形期间减小对绝缘涂膜的损坏同时抑 制绝缘涂膜的恶化的技术，提到了专利文献3中描述的技术。专利文 献3公开了为多元复合磁粒提供给予耐热性的保护膜和柔性的保护 膜。

专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2007-129045

专利文献2：日本未审查专利申请公开No.2004-319652

专利文献3：日本未审查专利申请公开No.2006-202956

发明内容

然而，需要前面的用于电抗器的铁心减小铁损耗并且进一步改 善直流叠加特性。

通常，在几百MPa的气压下对粉末成形制品进行模压。因此， 在有些情况下，多元复合磁粒彼此相对挤压，从而损坏绝缘涂膜。当 绝缘涂膜被损坏时，金属磁粒的电气接合引起了成形制品的涡流损耗 增大。根据专利文献1的技术，通过规定低硬度磁粉的大直径与 Heywood直径的比率，抑制了对绝缘涂膜的损坏。然而，不能表示 仅仅规定该比率就能充分地抑制损坏。

然而，根据专利文献2中所述的技术，仅限定了低硬度磁粉的 颗粒大小，并且由此粉末的颗粒大小在有限范围内变化。因此，当模 压这种粉末时，成形制品内的均匀度降低。因此，在直流叠加特性方 面还有改进余地。

而且，根据专利文献3中所述的技术，可以抑制由于粉末成形 制品的热处理对绝缘涂膜的破坏或者与加压成形有关的对绝缘涂膜 的损坏。然而，从对涡流损耗抑制的观点来看，在除了绝缘涂膜的材 料之外的其他成分的进一步改进方面还有余地。

本发明是针对上述情况作出的。本发明的目的在于提供一种用 于电抗器的铁心及其制造方法以及一种电抗器，该铁心能够减小涡流 损耗并且改善直流叠加特性并且进一步抑制对绝缘涂膜的损坏。

本发明的用于电抗器的铁心是通过对涂敷有绝缘涂膜的金属磁 粒进行加压成形而得到的一种用于电抗器的铁心，所述金属磁粒具有 以下描述成分并且还具有围绕绝缘涂膜外侧的外涂膜，并且该外涂膜 具有给予耐热性的保护膜和柔性的保护膜中的至少之一：

(1)平均颗粒大小大于或等于1μm并且小于或等于70μm；

(2)小于或等于0.4的变化系数Cv，该变化系数Cv是颗粒大 小的标准方差(σ)与平均颗粒大小(μ)的比值(σ/μ)；以及