CN100378875C - 磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用 - Google Patents

磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN100378875C
CN100378875C CNB2004800056177A CN200480005617A CN100378875C CN 100378875 C CN100378875 C CN 100378875C CN B2004800056177 A CNB2004800056177 A CN B2004800056177A CN 200480005617 A CN200480005617 A CN 200480005617A CN 100378875 C CN100378875 C CN 100378875C
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic core
current
magnetic
core
less
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2004800056177A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1757079A (zh
Inventor
G·赫尔策尔
D·奥特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Original Assignee
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacuumschmelze GmbH and Co KG filed Critical Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Publication of CN1757079A publication Critical patent/CN1757079A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100378875C publication Critical patent/CN100378875C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • 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
    • H01F1/0036—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties showing low dimensional magnetism, i.e. spin rearrangements due to a restriction of dimensions, e.g. showing giant magnetoresistivity
    • H01F1/0045—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use
    • H01F1/0063—Zero dimensional, e.g. nanoparticles, soft nanoparticles for medical/biological use in a non-magnetic matrix, e.g. granular solids
    • 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

具有线性的B-H回线和在交流和直流时具有高可调制性的磁芯，该磁芯具有大于500和小于15000的相对磁导率，该磁芯具有其数值小于15ppm的饱和磁致伸缩λs，以及该磁芯由铁磁合金制成，其中，该合金的至少50%由具有100nm或更少的平均颗粒大小的细的晶体颗粒所占据(纳晶合金)，并且该合金由分子式FeaCobNicCudMeSifBgXh来表征，其中M是元素V、Nb、Ta、Ti、Mo、W、Zr、Cr、Mn和 Hf 中的至少一种，以原子%为单位给出了a、b、c、d、e、f、g，X表示元素P、Ge、C以及市面上通用的杂质，以及a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：0≤b≤40；2＜c＜20；0.5≤d≤2；1≤e≤6；6.5≤f≤18；5≤g≤14；h＜5原子%，其中5≤b+c≤45，其中a+b+c+d+e+f＝100。

Description

磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用
技术领域
本发明涉及一种针对交流和直流分量具有高可调制性的磁芯，一种用于制造这种磁芯的方法，和这种磁芯尤其在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用，以及用于制造这种磁芯的合金和带材。
背景技术
在磁芯的众多的应用中要求针对交流和直流分量的高的可调制性，其中，分别针对交流和直流需要视应用情况而定的专用的可调制性。例如在电流互感器和电流补偿的扼流圈中，存在着针对交流和直流分量具有高可调制性的磁芯的应用。
例如在DE-A 35 26 047和DE 195 48 530 A1中说明了电流补偿的去干扰扼流圈。针对单相用途，电流补偿的去干扰扼流圈具有两个绕组，在多相用途中，电流补偿的去干扰扼流圈具有三个或多个绕组。如此来连接去干扰扼流圈的绕组，以致基于工作电流感应的磁通量互相抵消，而同相地流过两个绕组的干扰电流引起软磁铁心的磁化。因此，以此形成的电流补偿的去干扰扼流圈作为相对工作电流很小的感抗来起作用，而例如从所连接的设备出发的和通过地线闭合的干扰电流遇到很高的电感。
已知的电流补偿的去干扰扼流圈的铁心例如由非晶形的或纳晶的合金、优选地由带材制成。在此，除了匝数和铁心截面以外，扼流圈的电感基本上与磁芯的软磁材料的相对磁导率有关。
具有开头所述磁芯的电流互感器例如又应用在能量计数器中，如这在WO 00/30131中所说明的那样。能量计数器被例如用于工业和家庭中的电气设备和设施的能耗的检测。最古老的在此贯用的原理是弗拉里斯计数器的原理。弗拉里斯计数器基于通过与机械计数机构相连接的圆盘的旋转的能量计数，该圆盘通过相应的磁场线圈的、与电流或电压成比例的场来驱动。针对能量计数器的功能可能性的扩充、诸如针对多倍费率工作或远距读数采用电子能量计数器，在这些能量计数器中通过变流器和变压器来实现电流检测和电压检测。将这些变换器的输出信号数字化、相乘、集成和存储，结果是电气参量，该电气参量其中也供远距读数来使用。
这种变流器的可能的技术实施形式中的一种是按感应原理的电流互感器。图1示出了这种电流互感器的等效电路图和技术数据的范围，如在各种应用中出现的那样。这里示出了电流互感器1。引导要测量的电流Iprim的初级绕组2和引导次级电流Isec的次级绕组3位于由软磁材料构造的磁芯4上。该电流Isec如此来自动调节，以致初级和次级方面的安匝在理想情况下同样大但方向相反。图2中示出了这种电流互感器中磁场的变化曲线，其中，磁芯中的损失由于其一般微小的值而不予考虑。于是按照感应定理，如此来调节次级绕组3中的电流，以致该电流尝试来阻碍其形成的原因，也就是阻碍磁芯4中磁通量的时间上的变化。
所以在理想的电流互感器中，次级电流与匝数比相乘等于负的初级电流，这由方程(1)来表明：
I sec ideal = - I prim * ( N prim / N sec ) - - - ( 1 )
由于次级负荷电阻5中的损耗、次级绕组的铜电阻6中的损耗和磁芯4中的损耗而从未达到过该理想情况。
所以在实际的电流互感器中，次级电流相对上述的理想化具有幅度误差和相位误差，这由方程(2)来描述：
幅度误差： F ( I ) = I sec real - I sec ideal I sec ideal ; 相位误差：
Figure C20048000561700073
将这种电流互感器的输出信号数字化，并且在能量计数器的电子装置中进一步处理。
用于工业用途中能量计数的电子能量计数器由于常常很高(＞＞100A)的电流而间接地工作，也就是将专用的初级电流互感器连接在电流输入端之前，以致在计数器本身中只须测量纯双极的、零对称的交流(典型地1...6Aeff)。利用由高导磁材料制成的磁芯来构造的电流互感器用于此，这些高导磁材料例如是含有约80个重量百分比的镍、和名为“坡莫合金(Permalloy)”的镍铁合金。为了达到微小的测量误差，这些电流互感器原则上具有很低的相位误差，为此这些电流互感器此外还配备有非常多(典型地多于1000)的次级线圈。
这些电流互感器不适合于在也可在工业小型设施中采用的家用计数器中采用，因为在这种情况下一般没有连接在前面的初级电流互感器而直接连接时，电流强度通常可能达到100 A或更高，并且上述的电流互感器因此将可能饱和。此外，这些电流不包含零对称的直流成分，这些直流成分通过在现代电气设备中采用的半导体电路(例如整流器电路或相位截止电路(Phasenanschnittschaltung))来生成并且使得具有高导磁的磁芯的电流互感器磁饱和以及因此使能量计数失真。
IEC 62053系列的对此决定性的国际标准规定了，遵守精度等级1或2％的电子能量计数器针对双极零对称正弦电流的所给出的最大可测量的有效值Imax必须能够测量具有最大附加误差3或6％的、单极半波整流的正弦电流的最大幅度，该幅度的数值等于最大有效值的数值。除了这些标准之外，还存在着本国和地区的规定，这些规定也允许具有单极电流较低的幅度极限值的、被定义为足够准确的能量检测的特性。
针对这种电流的映射(Abbildung)公知变流器，这些变流器基于开放的或利用机械式放入的空气隙剪开的和因此低导磁的磁回路来工作。这种变流器的实例是电流互感器，其中，将装备有空气隙(剪开)的铁氧体壳式铁心用作磁芯。该铁氧体壳式铁心具有作为初级电流的函数的令人满意的线性，可是由于铁氧体的相对低的饱和电感而需要比较大体积的磁芯，以便在电流互感器中在整个电流范围上的高线性的情况下达到高的最大可测量的初级电流。此外，这些电流互感器同样还具有相对外部的外加场的高敏感性，以致在那里也必须采取屏蔽措施，这些屏蔽措施是费材料和费装配工作量的并且因而在成本方面较少有利的。此外，在铁氧体中，磁值通常还强烈地与温度有关。
此外还公知了基于无铁的空心线圈来工作的变流器。该原理公知为所谓的Rogowski原理。在这种情况下，取消了软磁材料的特性对测量精度的影响。由于这种变流器的磁开放的结构，这些变流器必须配备有防外部场的特别昂贵的屏蔽，这由于材料花费和装配工作量同样是成本高的。
一种技术上优质的实现可能性是应用具有比较低磁导率(μ＝1400...3000)的磁芯的电流互感器，这些磁芯由快速凝固的非晶形的软磁材料制成。该磁导率在改变调制时的很好的稳定性确保了相位误差在整个要传输的电流范围上的很高的线性。通过低的磁导率值利用在可核算的界限中的直流成分避免了饱和；相反地，该饱和导致在初级电流和次级电流之间出现比较高的相位误差，该相位误差在能量计数器中必须通过相应的电子电路或软件来补偿。在电子能量计数器的迄今公知的实施形式中，存在着典型的0.5...5°的补偿范围，其中，可是来自该范围的较高值的补偿在有关信号处理的半导体电路和半导体存储器方面要求提高设备成本的增加的花费。从在能量计数器的市场上竞争的制造商的角度来看严重的问题是要应用的磁性材料的成本，因为迄今所应用的合金含有80原子％左右的Co，这导致较高的材料价格。
发明内容
本发明的任务是，在其有关应用的特性方面来改进一种磁芯，该磁芯针对交流和直流分量具有高的可调制性。此外，本发明的任务在于，在其特性方面如此来设计该磁芯，以致该磁芯适于不同的应用情况，以及给出这种磁芯的应用。此外，本发明的任务还在于，提供一种特别廉价的磁芯。最后，本发明的任务还在于，给出一种针对这样的磁芯的制造方法。
通过以下各技术方案的磁芯、具有这样的磁芯的电流互感器、具有这样的磁芯的扼流圈、以及相应的制造方法来解决该任务。此外，还包括本发明思想的扩展方案和改进方案。
根据本发明的具有线性的B-H回线和在交流和直流时具有高可调制性的磁芯，该磁芯具有大于500和小于15000的相对磁导率μ，该磁芯具有其数值小于15ppm的饱和磁致伸缩λs，以及该磁芯由铁磁合金制成，其中，所述合金的至少50％由具有100nm或更少的平均颗粒大小的细的晶体颗粒所占据(纳晶合金)，并且该合金由分子式FeaCobNicCudMeSifBgXh来表征，其中M是元素V、Nb、Ta、Ti、Mo、W、Zr、Cr、Mn和Hf中的至少一种，以原子％为单位给出了a、b、c、d、e、f、g，X表示元素P、Ge、C以及市面上通用的杂质，以及a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：0≤b≤40；  2＜c＜20；  0.5≤d≤2；  1≤e≤6；  6.5≤f≤1 8；  5≤g≤14；h＜5原子％，其中5≤b+c≤45，其中a+b+c+d+e+f＝1 00，其中，Co含量小于或等于Ni含量。
根据本发明的用于本发明的磁芯的方法，其中，在横向磁场中实现热处理。
根据本发明的具有本发明的磁芯的交流电流互感器，其中，所述电流互感器除了所述作为互感器铁心的磁芯之外还具有一个初级绕组和至少一个次级绕组，其中，所述次级绕组由次级负荷电阻和/或测量电子装置来低欧姆地闭合。
根据本发明的具有本发明的磁芯的电流补偿的扼流圈，其中，所述扼流圈除了所述磁芯之外还具有至少两个绕组。
与现有技术相比，例如在其特性(例如温度变化过程、相位误差、最大初级电流、最大单极的初级电流以及成本)方面，相对公知的(例如具有铁氧体铁心的)电流互感器，显著改进了具有本发明磁芯的电流互感器。在此也可以无空气隙和封闭地构造磁芯。除了针对交流和直流分量的高可调制性之外，该磁心还具有电流映射(stromabbildung)在宽电流范围上的、尤其突出地适于电流计数器用途的高线性和没有附加屏蔽措施而相对外部外加磁场的高的免疫性。因此已表明了，本发明的磁芯以特别的程度适于电流互感器和电流补偿的扼流圈。可是该磁芯也可以有利地在任意的其他用途中采用。
由于电流互感器和电流补偿的扼流圈的、通过本发明磁芯的特别特性而成为可能的简单结构，磁芯还可以十分廉价地来制造并因此特别适合于上述的用途，这些电流互感器和扼流圈具有还不含有或仅含有微小分量的贵重元素Co的合金制成的微小的铁心质量以及具有带有比较低的匝数的卷绕。除此之外，所述特性的温度依赖性是尽可能小的。
在以预定的最大初级电流设计本发明的电流互感器时，出发点在于，该电流与材料专用的饱和电感和铁心截面成正比，而与次级负荷电阻以及次级绕组的电阻的值的总和成反比。铁心大小(体积)是铁心截面与平均的磁路长度的乘积。从中通过与材料密度的乘积得出了铁心质量。同时，最大单极的电流幅度与材料专用的饱和电感、并且与铁心的平均磁路长度成正比，以及与材料的磁导率成反比。
在此已实现了最小的相位误差，该相位误差直至约≤8°的相位误差值时近似地与上述的电阻总和成正比，而与磁导率成反比。此外还针对最大可能的饱和电感。具有约80原子％的Co的非晶形的材料具有0.8...1T的饱和电感的值。提高将可能允许在相等的最大电流时的磁芯的缩小，或者实现了在相同的铁心大小时的最大电流的提高。
首先假设，铁心大小(铁心体积)保持恒定。同样，通常由计数器设计师随同确定的参量、如次级匝数以及次级负荷电阻不应改变。因此在饱和电感从0.9T提高到1.2T时，例如像带有10原子％的Ni的纳晶材料具有该饱和电感那样，电流互感器可能映射提高了33％的的初级电流。此外，在具有提高了的饱和电感的、保持不变的最大单极的电流幅度时和在保持不变的铁心大小时，这种结构将可能允许更高的磁导率，例如从在具有约80原子％的Co的非晶形材料时的1500...3000提高到具有10原子％的Ni的纳晶材料的2000...4000。这种磁导率又导致降低了约25％的相位误差，这显著地降低了能量计数器中的补偿工作量。如果然后还使用针对保持不变的最大的初级电流将铁心截面减小了25％的可能性，以及为了降低次级绕组的电阻的目的来相应地调节大小比例，则有可能，在保持不变的次级负荷电阻中使相位误差从5°减半到例如2.5°。
在这种情况下，在应用具有10原子％的Ni的纳晶材料时，铁心材料的成本可被降到在由具有约80原子％的Co的非晶形材料制成的铁心时的材料成本的近30％。
尤其适于在电流互感器中采用的本发明磁芯的优选的实施形式规定了，磁芯由铁磁合金制成的成卷带材来构成，其中，合金的至少50％由细的晶体颗粒所占据(纳晶合金)，这些颗粒具有100nm或更小的、优选地50nm或更小的平均的颗粒大小，该磁芯具有大于1000、优选地1500的而小于10000、优选地6000的磁导率，该磁导率通过在垂直于磁化方向的磁场中的回火来调节。饱和电感在此大于等于1特斯拉。
其它优选的实施形式还具有λs＜15ppm(优选地＜10ppm)的饱和磁致伸缩。通常要么只通过昂贵的Co基合金来实现这种特性，而在纳晶的Fe基合金中，常用合金中的磁导率范围大于10000。本发明磁芯的合金具有可以基本上用下列分子式来描述的成分：
FeaCobNicCudMeSifBgXh其中，M是元素V、Nb、Ta、Ti、Mo、W、Zr、Cr、Mn和Hf中的至少一种，a、b、c、d、e、f、g以原子％为单位来给出，X表示元素P、Ge、C以及市面上常用的杂质，并且其中a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：
0≤b≤40；
2＜c＜20；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤1 8；
5≤g≤14；
h＜5原子％。
其中5≤b+c≤45，其中a+b+c+d+e+f＝100。
优选地，磁芯具有满足以下的条件的合金成分a、b、c、d、e、f、g、h：
0≤b≤20；
2＜c＜15；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤1 8；
5≤g≤14；
h＜5原子％，
其中5≤b+c≤30，其中a+b+c+d+e+f＝100。
特别优选地，磁芯具有满足以下的条件的合金成分a、b、c、d、e、f、g、h：
0≤b≤10；
2＜c≤15；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤18；
5≤g≤14；
h＜5原子％，
其中5≤b+c≤20，其中a+b+c+d+e+f＝100。
其合金成分满足以下的条件的磁芯提供了完全优异的结果：
0.7≤d≤1.5；
2≤e≤4；
8≤f≤16；
6≤g≤12；
h＜2原子％，
其中5≤b+c≤20，其中a+b+c+d+e+f＝100。优选的实施形式具有小于Ni含量的Co含量。
已表明，在这种磁芯中，磁导率与磁化的依赖性是很小的。磁芯的磁滞回线因此是很窄的和线性的。这要求的前提是，剩余磁感应与饱和电感的尽可能少于30％(优选地20％)的尽可能小的比例以及尽可能少于1A/cm、更好为0.2A/cm的矫顽磁场强度。该比例导致磁导率值的高的稳定性。这样，磁导率的非线性为
Figure C20048000561700131
其中，Δμ是直至在例如1.2特斯拉的饱和电感之下约5％时在整个可测量的磁化范围上的磁导率的最小和最大值之间的差值的最大值，而
Figure C20048000561700141
描述了在该磁化范围中的磁导率的平均值。
除了磁芯之外，具有本发明磁芯的电流互感器还具有至少一个初级绕组和一个次级绕组，次级负荷电阻与该次级绕组并联，该次级负荷电阻低欧姆地闭合次级电流回路。由于在所述范围中的磁芯的磁导率基本上与磁化无关，所以具有这种磁芯的该变流器的绝对的相位误差和绝对的幅度误差在此在宽的初级电流范围上几乎是恒定的。绝对的幅度误差可以小于1％。绝对的相位误差可以小于5°。由于良好的线性，通过配备有该电流互感器的能量计数器的电子装置或软件，可以容易地补偿相位误差和幅度误差的绝对值，这导致电功率的高的测量精度。
由于纳晶的结构，磁芯具有惊人高的耐老化性，该耐老化性允许磁芯的超过120℃、在个别情况下甚至于150℃左右的应用极限温度。具有该磁芯的变流器恰恰因此适用于远在室温之上的用途。
磁芯的特性只是很微弱地与温度有关，其中，这种关系又在很大程度上线性变化。磁导率的温度系数在此应该为显著少于0.5％/K、优选地少于0.2％/K的绝对值。
本发明所基于的知识在于，利用所述成分的合金通过适当的热处理可以产生具有所述的特性的磁芯。在此应互相协调很多的参数，以便磁芯具有所述的特性。
通过在热处理时产生的纳晶的两相结构，在同时高的饱和电感和高的热稳定性的情况下，满足了良好的软磁特性的两个基本的前提。优选地由带材来制造铁心，这些带材在它们这方面由本发明的合金制成。
在根据本发明的电流补偿的扼流圈中，扼流圈在为额定电流的至少10％的泄漏电流流动时也具有在150 KHz至1 MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。
在根据本发明的电流补偿的扼流圈中，扼流圈在为额定电流的至少20％的泄漏电流流动时也具有在150 KHz至1 MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。
附图说明
以下借助附图中示出的实施例来详细阐述本发明。其中：
图1示出了公知的变流器的等效电路图，以及在工作中可能出现的各种技术数据的范围，
图2示出了按图1的变流器中的磁场的变化曲线，
图3示出了幅度误差(以％为单位)和相位误差(以°为单位)与640A的额定初级电流IprimN的初级电流(以A为单位)的关系的变化曲线，
图4示出了幅度误差(以％为单位)和相位误差(以°为单位)与400A的额定初级电流IprimN的初级电流(以A为单位)的关系的变化曲线，以及
图5示出了根据本发明的优选的合金的磁滞回线。
具体实施方式
以下示范性地考察了“具有电子能量计数器的直流容差的电流互感器”的应用领域。在有关的分析研究中已表明，在很久以来公知的经典的具有高导磁的铁心的电流互感器中，不可能满足标准系列IEC 62053对直流容差的要求。这些针对具有直接连接的电子家用计数器的要求是决定性的标准要求，在存在半波整流(也就是纯单极)的正弦电流时也必须可能进行能量检测。
经典的电流互感器在这里失效，因为通过建立的单极通量使得高导磁的铁心很快饱和。随着铁心材料的磁导率的减小，通量下降(Flus sabfall)的时间常数也随着电感而降低，以致已寻找在应用低导磁的非晶形合金中的问题的解决方案。但是在这里，比较高的价格是不利的，该价格主要是由具有约80％的Co的非晶形的带材决定的。
考虑的出发点因此在于，找到替代的很低磁导率(μ优选为约1500...6000)的合金变型，该合金变型适于代替具有明显成本优点的非晶形的低磁导率的Co基带材。
在这种情况下，重要的是澄清以下的问题，即可实现的线性是否大体上达到了在该方面卓越的Co基带材，以致可以满足对能量测量的精度的要求。以若干可靠性可以期望，通过优化的途径可以将更高的饱和电感转用到各自的应用中。前提是根据IEC 62053的完善的功能性，该功能性迄今具有相对采用便宜的铁氧体铁心的可观的技术上的优点。
首先分析研究了在Si含量方面以及在Nb含量方面进行变化的带材。试验程序包括每个在横向场热处理时具有两种不同温度的变型的各两个铁心和三种合金成分。在抽样试验方式的合金变型的范围内，浇铸了由试验合金制成的6.2mm宽的带材，并且加工成环形带铁心。为了达到横向场中的尽可能平缓的磁滞回线，在不同温度的情况下处理了这些环形带铁心。首先确定所达到的平均的磁导率μav以及其它的基础参数(请参阅表1)：
表1：具有V和Ni添加物的合金
  铁心Nr.   Fe   Ni   Cu   Nb   V   Si   B   T<sub>QF</sub>[℃]   B<sub>max</sub>[T]   B<sub>r</sub>/B<sub>m</sub>   H<sub>c</sub>[mA/cm]   H<sub>a</sub>[A/cm]   μ(av)   □<sub>s</sub>[ppm]
  1A 剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   540   1,12   0,008   13   1,75   5.083   4,4
  1B 剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   570   1,13   0,009   15   2,01   4.463   2,8
  2A 剩余   10   1   3   0   12,5   8   540   1,19   0,008   19   2,95   3.198   7,7
  2B 剩余   10   1   3   0   12,5   8   570   1,20   0,011   35   3,49   2.735   6,7
  3A 剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   540   1,20   0,016   59   3,71   2.578   6,5
  3B 剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   570   1,20   0,057   216   3,94   2.425   5,8
在分析研究开始时，将所有的铁心无应力地放入槽中而不加填料，随后将这些铁心进行适当地缠绕，用于测量线性，其中，首先观察了25℃处的值。结果汇总在表2中：
表2：具有V和Ni添加物和“未固定”的线性的合金(无应力地在槽中)
  铁心Nr.   Fe   Ni   Cu   Nb   V   Si   B   T<sub>QF</sub>[℃]   μ<sub>平均</sub> Δμ/μ<sub>平均</sub>[％]
  1A-1   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   540   5598   6,13
  1A-2   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   540   5605   6,24
  1B-1   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   570   4919   6,97
  1B-2   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   570   4888   6,79
  2A-1   剩余   10   1   3   0   12,5   8   540   3549   5,49
  2A-2   剩余   10   1   3   0   12,5   8   540   3523   5,52
  2B-1   剩余   10   1   3   0   12,5   8   570   3033   4,12
  2B-2   剩余   10   1   3   0   12,5   570   2981   3,48
  3A-1   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   540   2724   5,88
  3A-2   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   540   2714   5,46
  3B-1   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   570   2282   12,5
  3B-2   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   570   2300   12,5
为了更好的清晰性，通过量度来Δμ/μ平均来表达曲线分布的线性，其中，在进入饱和时的最后两个数据点未计入求平均值中。磁芯绝大部分示出了线性，该线性是合适的，以便在应用针对电子能量计数器中的电流互感器的铁心时确保所要求的在宽电流范围上的能量测量的精密性。变型3B形成了一种例外，其中，以12.5％已达到了比较高的值，其原因估计在于横向场中的过退火。
为了确定应用相关的固定影响，随后已将每种变型的铁心要么利用绝缘的塑料层来涂敷，要么放入具有软弹性的粘结材料的适配的塑料槽中，并且重新缠绕/测量。在此得出了铁心的线性特性的明显不同的图像，从两个以下的表3和4中可以看出该线性特性：
表3：制造相关地(fertigungsnah)固定线性(塑料层)
  铁心Typ/Nr.   Fe   Ni   Cu   Nb   V   Si   B   T<sub>QF</sub>[℃]   μ<sub>平均</sub>   Δμ/μ<sub>平均</sub>[％]
  1A-1   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   540   10170   151
  1B-1   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   570   8403   138
  2A-I   剩余   10   1   3   0   12,5   8   540   6555   161
  2B-1   剩余   10   1   3   0   12,5   8   570   4881   129
  3A-1   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   540   3696   82,9
  3B-1   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   570   2262   35,1
表4：制造相关地固定线性(具有软弹性的粘结材料的塑料槽)
  铁心Typ/Nr.   Fe   Ni   Cu   Nb   V   Si   B   T<sub>QF</sub>[℃]   μ<sub>平均</sub>   Δμ/μ<sub>平均</sub>[％]
  1A-2   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   540   5716   13,2
  1B-2   剩余   10   1   3   0   15,9   6,6   570   4947   5,15
  2A-2   剩余   10   1   3   0   12,5   8   540   3587   5,46
  2B-2   剩余   10   1   3   0   12,5   8   570   3033   3,06
  3A-2   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   540   2699   6,74
  3B-2   剩余   10   1   1,5   1,5   12,5   8   570   2305   12,7
表3示出了塑料层对特性曲线的线性的明显影响。通过由Ni添加物引起的磁致伸缩，对在约120℃时凝固的和在冷却时收缩的层的收缩应力，材料这样强烈地作出了反应，使得所产生的线性针对在精密电流互感器中的采用显得不再是合宜的。线性偏差达到了以下的值，这些值为无磁致伸缩的非晶形的Co基合金的用作比较的值之上约9直至超过50的系数。
通过槽固定促成了明显更有利的特性。在这里，在应用软弹性的粘结材料时，非线性仅上升最多达系数2。在任何情况下，变型1B、2A、2B和3A在室温时用作针对高线性的电流互感器是合宜的。针对用于在宽(例如-40℃至+70℃)的温度范围上的广泛的思考，同样考察了复合磁导率的温度特性。例如铁心2A-2的变化曲线示出了磁导率的负的温度系数，该温度系数在-40℃和+85℃之间几乎线性地变化，并且针对铁心2B-2具有约-0.1％/K的值。该值既适用于4 mA/cm的激励磁场的幅度又适用于15mA/cm。已发现了，只要在上升的温度的情况下正的温度系数与铜线的上升的电阻相反地变化，并且因此降低了相位误差的范围内，正的温度系数则对于电流互感器是有利的。在设计电流互感器时，因此必须特别注意误差随温度而产生的较大变化。在应用软弹性的粘结材料时已表明，既在高的温度又在低的温度的情况下的温度变化都导致了变换器误差的附加的线性偏差。在这里，在铁心上出现了拉应力或压应力，该拉应力或压应力由于固化的粘结材料的弹性特性而从槽材料那里传来。可以由此来实现该效应的明显减小，即已应用软塑性的不反应的膏泥来代替软弹性的反应粘结材料作为填料。因此可以将-40℃至+85℃的温度范围之内的线性值保持近以恒定。
纳晶材料的明显优点是磁导率的可变性，在采用槽固定时该磁导率也能以令人满意的线性得到应用。通过所扩展的可使用的调制范围，可以容易地按照可预加负荷性的最佳值来协调容许直流的电流互感器。为了改善该线性，当降低10％的添加的Ni的百分比时，为了得到4000或6400的磁导率，也可以减小磁致伸缩。
图3和4示出了幅度误差(以％为单位)和相位误差(以°为误差)与640A(图3)和400A(图4)的各种额定初级电流IprimN的初级电流(以A为单位)的关系的变化曲线。
图5最后示出了合金的磁滞回线(以T为单位的磁通量B相对以A/cm为单位的场强H)，该合金具有65.2原子％的Fe、1 2原子％的Ni、0.8原子％的Cu、2.5原子％的Nb、11.5原子％的Si和8原子％的B。在表5中将该合金与其它的本发明的合金相对照，其中，QF代表横向场处理，而LF代表纵向场处理。用*表征的合金是不属于本发明的比较合金。
总是需要横向场中的热处理(横向场处理QF)，其中，利用可在横向场处理之前或之后进行的、附加的纵向场中的热处理(纵向场处理LF)，可以任意调节磁导率。这具有以下的优点，由同样的合金可以制成具有不同特性的铁心，并且因此制成不同等级的电流互感器(电流等级)。横向场处理的温度和持续时间的组合应比纵向场处理的温度和持续时间具有始终更强的影响。
表5
  Nr   Fe   Co   NI   Cu   Nb   V   Si   B   WB   B<sub>m</sub>(T)   B<sub>r</sub>/B<sub>m</sub>   H<sub>c</sub>(A/cm)   μ   TK(％/℃)   λ<sub>s</sub>(ppm)
  1   75.5   0   1   3   12.5   8   0.5h 550℃QF   1.32   0.006   0.005   10600   -0.25   4.4
  2   70.5   5   1   3   12.5   8   0.5h 550℃QF   1.28   0.001   0.008   5020   -0.18   -
  3a   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 570℃QF   1.23   0.006   0.019   2630   -0.13   -
  3b   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 550℃QF   1.21   0.001   0.005   2837   -0.17   -
  3c   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 540℃QF   1.19   0.008   0.019   3200   -0.16   7.7
  3d   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h 500℃QF   1.21   0.001   0.015   6080   -0.05   -
  3e   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h460℃QF   1.20   0.003   0.030   7140   -0.01   -
  3f   65.5   10   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h 423℃QF   1.20   0.002   0.018   8360   0.03   -
  4   65.5   10   1   1.5   1.5   12.5   8   0.5h 540℃QF   1.20   0.016   0.059   2578   -0.16   6.5
  5a   60.5   15   1   3   12.5   8   0.5h 550℃QF   1.12   0.005   0.026   1860   -0.12   -
  5b   60.5   15   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h 500℃QF   1.12   0.036   0.073   4590   0.03   -
  5c   60.5   15   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h 460℃QF   1.12   0.036   0.061   5420   -0.001   -
  5d   60.5   15   1   3   12.5   8   0.5h 550℃LF+3h 423℃QF   1.12   0.044   0.031   6490   0.02   -
  6   55.5   20   1   3   12.5   8   0.5h 550℃QF   0.18   0.140   1.14   175
  7   64.5   10   1   3   14   7.5   0.5h 550℃QF   1.10   0.005   0.012   3520   -0.15   -
  8   66   10   1   3   11   9   0.5h 550℃QF   1.25   0.001   0.003   2617   -0.15   8.7
  9a   63.5   10   1   3   15.9   6.6   0.5h 550℃QF   1.14   0.002   0.003   4307   -0.12   -
  9b   63.5   10   1   3   15.9   6.6   0.5h 540℃QF   1.12   0.008   0.013   5080   -0.09   4.4
  10   63.5   10   1   1.5   1.5   15.9   6.6   0.5h 540℃QF   1.12   0.011   0.026   3400   -0.12   3.1
  11   66.7   10   0.8   3   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.23   0.000   0.002   2610   -0.14   8.1
  12   67   10   0.8   2.7   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.27   0.001   0.003   2610   -0.13   -
  13   69.2   8   0.8   2.5   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.32   0.012   0.041   3090   -0.12   7.6
  14   67.2   10   0.8   2.5   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.29   0.006   0.022   2650   -0.12   -
  15   65.2   12   0.8   2.5   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.26   0.004   0.019   2230   -0.11   8.8
  16   63.2   14   0.8   2.5   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.16   0.110   0.620   1720   0.09   -
  17   67.4   10   0.8   2.3   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.30   0.016   0.063   2610   -0.09   -
  18   67.6   10   0.8   2.1   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.30   0.064   0.253   2600   0.04   -
  19   66.8   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.25   0.012   0.041   2787   -0.14   7.9
  20   61.8   5   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.25   0.008   0.039   2045   -0.13   10.7
  21   56.8   10   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.24   0.012   0.073   1627   -0.15   12.5
  22   46.8   20   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.22   0.015   0.127   1097   -0.16   20.5
  23   36.8   30   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.17   0.018   0.208   845   -0.17   23.5
  24   26.8   40   10   0.8   2.9   11.5   8   0.5h 550℃QF   1.03   0.040   0.519   582   -0.46   22
上面的表5中所列举的值在此意味着：
1.QF＝横向磁场中的热处理，LF＝横向磁场中的热处理。
2.在实例1至21的Hm＝8A/cm和实例22至24的Hm＝32A/cm的最大场强时测量了Bm.
3.μ表示平均的磁导率，定义为磁滞曲线的平均斜率
4.编号Nr.1和Nr.6为非本发明的比较实例。
来自表5的合金的编号不同于表1-4中的编号。因而，可以容易地区别表5和其他表之间的磁导率值，因为涉及不同的试验系列。
利用本发明的磁芯可以制成电流互感器，其中，半波整流的正弦形初级电流的最大不失真可映射的幅度在数值方面为最大不失真可映射的双极正弦形初级电流的有效值的至少10％、更好为20％。
利用本发明的磁芯可以制成电流补偿的扼流圈，其中，扼流圈除了所述磁芯M之外还具有至少两个绕组。扼流圈在为额定电流的至少10％的泄漏电流流动时也具有在150KHz至1MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。扼流圈在为额定电流的至少20％的泄漏电流流动时也具有在150KHz至1MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。

Claims (24)

1.具有线性的B-H回线和在交流和直流时具有高可调制性的磁芯，
该磁芯具有大于500和小于15000的相对磁导率μ，
该磁芯具有其数值小于15ppm的饱和磁致伸缩λs，以及
该磁芯由铁磁合金制成，其中，所述合金的至少50％由具有100nm或更少的平均颗粒大小的细的晶体颗粒所占据，并且该合金由分子式FeaCobNicCudMeSifBgXh来表征，其中M是元素V、Nb、Ta、Ti、Mo、W、Zr、Cr、Mn和Hf中的至少一种，
以原子％为单位给出了a、b、c、d、e、f、g，
X表示元素P、Ge、C以及市面上通用的杂质，以及
a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：
0≤b≤40；
2＜c＜20；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤18；
5≤g≤14；
h＜5原子％，
其中5≤b+c≤45，其中a+b+c+d+e+f＝100，其中，Co含量小于或等于Ni含量。
2.按照权利要求1所述的磁芯，其中，
a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：
0≤b≤20；
2＜c≤15；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤18；
5≤g≤14；
h＜5原子％，
其中5≤b+c≤30，其中a+b+c+d+e+f＝100。
3.按以上权利要求之一所述的磁芯，其中，
a、b、c、d、e、f、g、h满足以下的条件：
0≤b≤10；
2＜c≤15；
0.5≤d≤2；
1≤e≤6；
6.5≤f≤18；
5≤g≤14；
h＜5原子％，
其中5≤b+c≤20，其中a+b+c+d+e+f＝100。
4.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，a、b、c、d、e、f、g和h满足以下的条件：
0.7＜d＜1.5；
2＜e＜4；
8＜f＜16；
6＜g＜12；其中
h＜2。
5.按照权利要求1或2所述的磁芯，该磁芯为由具有小于50μm的厚度的带材缠绕的环形带铁心的形式。
6.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，矫顽磁场强度Hc的值小于1A/cm。
7.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，剩磁比例小于0.1。
8.按照权利要求1或2所述的磁芯，该磁芯具有大于1000而小于10000的相对磁导率μ。
9.按照权利要求1或2所述的磁芯，该磁芯具有大于1500而小于6000的相对磁导率μ。
10.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述饱和磁致伸缩λs小于10ppm。
11.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述合金的至少50％由具有50nm或更少的平均颗粒大小的细的晶体颗粒所占据。
12.按照权利要求1或2所述的磁芯，其中，该磁芯被构成为封闭的、无空气隙的环形铁心、椭圆铁心或矩形铁心。
13.按照权利要求1或2所述的磁芯，该磁芯被固定在槽中。
14.按照权利要求13所述的磁芯，其中，规定软弹性的反应粘结材料和/或软塑性的不反应的膏泥用于固定所述铁心。
15.用于制造按照权利要求1至14之一所述的磁芯的方法，其中，在横向磁场中实现热处理。
16.按照权利要求15所述的方法，其中，还在纵向磁场中实现热处理。
17.按照权利要求15或16所述的方法，其中，在所述纵向磁场中的热处理之前实现所述横向磁场中的热处理。
18.按照权利要求15或16所述的方法，其中，在所述纵向磁场中的热处理之后实现所述横向磁场中的热处理。
19.具有按照权利要求1至14之一所述的磁芯的交流电流互感器，其中，所述电流互感器除了所述作为互感器铁心的磁芯之外还具有一个初级绕组和至少一个次级绕组，其中，所述次级绕组由次级负荷电阻和/或测量电子装置来低欧姆地闭合。
20.按照权利要求19所述的电流互感器，在根据规定和根据测量地与次级负荷电阻和/或测量电子装置相连接的情况下，该电流互感器具有最大7.5度的相位误差。
21.按照权利要求20所述的电流互感器，在根据规定和根据测量地与次级负荷电阻和/或测量电子装置相连接的情况下，该电流互感器具有最大5度的相位误差。
22.具有按照权利要求1至14之一所述的磁芯的电流补偿的扼流圈，其中，所述扼流圈除了所述磁芯之外还具有至少两个绕组。
23.按照权利要求22所述的电流补偿的扼流圈，其中，所述扼流圈在为额定电流的至少10％的泄漏电流流动时也具有在150KHz至1MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。
24.按照权利要求23所述的电流补偿的扼流圈，其中，所述扼流圈在为额定电流的至少20％的泄漏电流流动时也具有在150KHz至1MHz的频率范围中的至少20dB的***衰减。
CNB2004800056177A 2003-04-02 2004-04-01 磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用 Expired - Fee Related CN100378875C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10315061.7 2003-04-02
DE10315061 2003-04-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1757079A CN1757079A (zh) 2006-04-05
CN100378875C true CN100378875C (zh) 2008-04-02

Family

ID=33103181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004800056177A Expired - Fee Related CN100378875C (zh) 2003-04-02 2004-04-01 磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用

Country Status (10)

Country Link
US (2) US10604406B2 (zh)
EP (1) EP1609159B1 (zh)
JP (2) JP5342745B2 (zh)
KR (1) KR101140912B1 (zh)
CN (1) CN100378875C (zh)
AT (1) ATE377833T1 (zh)
DE (1) DE502004005431D1 (zh)
ES (1) ES2297407T3 (zh)
RU (1) RU2351031C2 (zh)
WO (1) WO2004088681A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003772A (zh) * 2018-07-24 2018-12-14 江门市汇鼎科技有限公司 一种复合材料磁芯及其制备方法

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004024337A1 (de) * 2004-05-17 2005-12-22 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung nanokristalliner Stromwandlerkerne, nach diesem Verfahren hergestellte Magnetkerne sowie Stromwandler mit denselben
FR2877486B1 (fr) 2004-10-29 2007-03-30 Imphy Alloys Sa Tore nanocristallin pour capteur de courant, compteurs d'energie a simple et a double etage et sondes de courant les incorporant
PL1840906T3 (pl) * 2004-12-17 2015-11-30 Hitachi Metals Ltd Rdzeń magnetyczny do przekładnika prądowego, przekładnik prądowy i licznik watogodzinowy
CN100445410C (zh) * 2005-09-27 2008-12-24 同济大学 一种纳米晶软磁合金材料及其制备方法
WO2008051623A2 (en) * 2006-02-21 2008-05-02 Carnegie Mellon University Soft magnetic alloy and uses thereof
EP2209127A1 (fr) 2009-01-14 2010-07-21 ArcelorMittal - Stainless & Nickel Alloys Procédé de fabrication d'un noyau magnétique en alliage magnétique ayant une structure nanocristalline
DE102011002114A1 (de) * 2011-04-15 2012-10-18 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Legierung, Magnetkern und Verfahren zum Herstellen eines Bandes aus einer Legierung
US9773595B2 (en) 2011-04-15 2017-09-26 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Alloy, magnetic core and process for the production of a tape from an alloy
JP6003899B2 (ja) * 2011-10-06 2016-10-05 日立金属株式会社 Ｆｅ基初期超微結晶合金薄帯及び磁性部品
DE102012218656A1 (de) 2012-10-12 2014-06-12 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Magnetkern, insbesondere für einen Stromtransformator, und Verfahren zu dessen Herstellung
CN103105594B (zh) * 2013-01-24 2014-07-16 江苏省电力公司电力科学研究院 基于小信号斜率映射的电流互感器剩磁检测方法
CN103969488B (zh) * 2013-01-31 2017-09-29 西门子公司 电流互感器及其电流检测电路
JP6075438B2 (ja) 2013-02-15 2017-02-08 日立金属株式会社 Ｆｅ基ナノ結晶軟磁性合金を用いた環状磁心、及びそれを用いた磁性部品
CN103258623A (zh) * 2013-05-22 2013-08-21 安泰科技股份有限公司 一种恒导磁磁芯及其制造方法和用途
CN103258612B (zh) * 2013-05-22 2017-07-21 安泰科技股份有限公司 一种低导磁磁芯及其制造方法和用途
US9881735B2 (en) * 2013-08-13 2018-01-30 Hitachi Metals, Ltd. Fe-based amorphous transformer magnetic core, production method therefor, and transformer
WO2015080693A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Schneider Electric USA, Inc. Wireless batteryless data processing unit
EP3176797B1 (en) * 2014-07-28 2020-09-02 Hitachi Metals, Ltd. Method for manufacturing a current transformer core
ES2926667T3 (es) 2014-11-25 2022-10-27 Aperam Módulo elemental de núcleo magnético de transformador eléctrico, núcleo magnético que lo incluye y su procedimiento de fabricación, y transformador que lo incluye
CN104376950B (zh) * 2014-12-12 2018-02-23 安泰科技股份有限公司 一种铁基恒导磁纳米晶磁芯及其制备方法
JP6669082B2 (ja) * 2014-12-22 2020-03-18 日立金属株式会社 Ｆｅ基軟磁性合金薄帯およびそれを用いた磁心
DE102015200666A1 (de) 2015-01-16 2016-08-18 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Magnetkern, Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetkerns und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen oder elektronischen Baugruppe mit einem solchen Magnetkern
JP6245391B1 (ja) * 2017-01-30 2017-12-13 Tdk株式会社 軟磁性合金および磁性部品
FR3091031B1 (fr) * 2018-12-20 2020-12-18 Thales Sa Dispositif d'accord
DE102019105215A1 (de) * 2019-03-01 2020-09-03 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Legierung und Verfahren zur Herstellung eines Magnetkerns
CN109971922A (zh) * 2019-05-14 2019-07-05 浙江晶芯磁业有限公司 一种纳米晶磁芯磁场热处理复合工艺
JP7354674B2 (ja) * 2019-08-22 2023-10-03 株式会社プロテリアル 巻磁心、並びに、巻磁心、及び、カレントトランスの製造方法
RU2750473C1 (ru) * 2020-03-24 2021-06-28 Юрий Пантелеевич Лепеха Способ изготовления синфазных помехоподавляющих дросселей
RU201014U1 (ru) * 2020-03-24 2020-11-23 Юрий Пантелеевич Лепеха Фильтр подавления электромагнитных помех
RU202390U1 (ru) * 2020-11-26 2021-02-16 Юрий Пантелеевич Лепеха Помехоподавляющий фильтр постоянного тока в модульном исполнении
CN114121460B (zh) * 2022-01-24 2023-02-28 浙江华采科技有限公司 采用低磁导率磁粉芯的数字式电流互感器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000017897A1 (de) * 1998-09-17 2000-03-30 Vacuumschmelze Gmbh Stromwandler mit gleichstromtoleranz
US6507262B1 (en) * 1998-11-13 2003-01-14 Vacuumschmelze Gmbh Magnetic core that is suitable for use in a current transformer, method for the production of a magnetic core and current transformer with a magnetic core

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3526047A1 (de) 1985-07-20 1987-01-22 Vacuumschmelze Gmbh Stromkompensierte funkentstoerdrossel
JPS63128705A (ja) * 1986-11-19 1988-06-01 Nakano Paamaroi Kk 零相変流器およびその製造方法
JPH0610105A (ja) * 1986-12-15 1994-01-18 Hitachi Metals Ltd Ｆｅ基軟磁性合金
US4881989A (en) * 1986-12-15 1989-11-21 Hitachi Metals, Ltd. Fe-base soft magnetic alloy and method of producing same
JP2698369B2 (ja) * 1988-03-23 1998-01-19 日立金属株式会社 低周波トランス用合金並びにこれを用いた低周波トランス
JP2919886B2 (ja) * 1988-12-20 1999-07-19 株式会社東芝 Ｆｅ基軟磁性合金
US5252148A (en) * 1989-05-27 1993-10-12 Tdk Corporation Soft magnetic alloy, method for making, magnetic core, magnetic shield and compressed powder core using the same
JP2934460B2 (ja) * 1989-10-18 1999-08-16 日立金属株式会社 パーミンバー特性を備えた超微結晶合金及びその製法
US5151137A (en) * 1989-11-17 1992-09-29 Hitachi Metals Ltd. Soft magnetic alloy with ultrafine crystal grains and method of producing same
CA2030446C (en) * 1989-11-22 2001-01-23 Yoshihito Yoshizawa Magnetic alloy with ultrafine crystal grains and method of producing same
CA2082399A1 (en) * 1991-03-15 1992-09-16 Patrick J. Zawada Protective snap-together enclosure for current transformers
JPH05255820A (ja) * 1992-01-09 1993-10-05 Toshiba Corp 恒透磁率性を有するＦｅ基合金とその製造方法、およびそれを用いたＦｅ基磁心
JP3233313B2 (ja) * 1993-07-21 2001-11-26 日立金属株式会社 パルス減衰特性に優れたナノ結晶合金の製造方法
US5565849A (en) * 1995-02-22 1996-10-15 Sensormatic Electronics Corporation Self-biased magnetostrictive element for magnetomechanical electronic article surveillance systems
DE19548530A1 (de) * 1995-12-22 1997-06-26 Vacuumschmelze Gmbh Stromkompensierte Funkentstördrossel
WO1998038348A1 (en) * 1997-02-27 1998-09-03 Fmc Corporation Amorphous and amorphous/microcrystalline metal alloys and methods for their production
JPH11102827A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Hitachi Metals Ltd 可飽和リアクトル用コア、およびこれを用いた磁気増幅器方式多出力スイッチングレギュレータ、並びにこれを用いたコンピュータ
IL138199A0 (en) * 1998-03-03 2001-10-31 Vacuumschelze Gmbh Low-pass filter for a diplexer
DE19836146A1 (de) * 1998-08-10 2000-02-24 Vacuumschmelze Gmbh Verfahren zum Herstellen von induktiven Bauelementen
JP2000119821A (ja) 1998-10-15 2000-04-25 Hitachi Metals Ltd 恒透磁率性に優れた高飽和磁束密度低損失磁性合金ならびにそれを用いた磁性部品
US6580347B1 (en) 1998-11-13 2003-06-17 Vacuumschmelze Gmbh Magnetic core that is suitable for use in a current transformer, method for the production of a magnetic core and current transformer with a magnetic core
US6432226B2 (en) * 1999-04-12 2002-08-13 Alliedsignal Inc. Magnetic glassy alloys for high frequency applications
EP1045402B1 (en) * 1999-04-15 2011-08-31 Hitachi Metals, Ltd. Soft magnetic alloy strip, manufacturing method and use thereof
ATE361580T1 (de) * 1999-10-29 2007-05-15 Schaffner Emv Ag Verwendung eines drei-phasen-filters mit nullleiter
DE10045705A1 (de) 2000-09-15 2002-04-04 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Magnetkern für einen Transduktorregler und Verwendung von Transduktorreglern sowie Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen für Transduktorregler
DE10134056B8 (de) 2001-07-13 2014-05-28 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von nanokristallinen Magnetkernen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102004024337A1 (de) 2004-05-17 2005-12-22 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung nanokristalliner Stromwandlerkerne, nach diesem Verfahren hergestellte Magnetkerne sowie Stromwandler mit denselben

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000017897A1 (de) * 1998-09-17 2000-03-30 Vacuumschmelze Gmbh Stromwandler mit gleichstromtoleranz
US6507262B1 (en) * 1998-11-13 2003-01-14 Vacuumschmelze Gmbh Magnetic core that is suitable for use in a current transformer, method for the production of a magnetic core and current transformer with a magnetic core

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109003772A (zh) * 2018-07-24 2018-12-14 江门市汇鼎科技有限公司 一种复合材料磁芯及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2351031C2 (ru) 2009-03-27
CN1757079A (zh) 2006-04-05
EP1609159B1 (de) 2007-11-07
JP2006525655A (ja) 2006-11-09
WO2004088681A2 (de) 2004-10-14
ATE377833T1 (de) 2007-11-15
RU2005133713A (ru) 2006-02-20
US20190322525A1 (en) 2019-10-24
JP2013243370A (ja) 2013-12-05
US20060077030A1 (en) 2006-04-13
WO2004088681A3 (de) 2005-06-16
KR20050115944A (ko) 2005-12-08
EP1609159A2 (de) 2005-12-28
JP6166108B2 (ja) 2017-07-19
ES2297407T3 (es) 2008-05-01
JP5342745B2 (ja) 2013-11-13
DE502004005431D1 (de) 2007-12-20
US10604406B2 (en) 2020-03-31
KR101140912B1 (ko) 2012-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100378875C (zh) 磁芯及其制造方法和在电流互感器和电流补偿的扼流圈中的应用
US7583173B2 (en) Nanocrystalline core for a current sensor, single and double-stage energy meters and current probes containing them
CN104376950B (zh) 一种铁基恒导磁纳米晶磁芯及其制备方法
EP1840906B1 (en) Magnetic core for current transformer, current transformer and watthour meter
CA1082491A (en) Near-zero magnetostrictive amorphous alloy with high saturation induction
JP4755340B2 (ja) 直流電流公差を有する変流器
CN103258612A (zh) 一种低导磁磁芯及其制造方法和用途
CN104810139B (zh) 电抗器
CN103258623A (zh) 一种恒导磁磁芯及其制造方法和用途
Li et al. A review of magnetic core materials, core loss modeling and measurements in high-power high-frequency transformers
CN100517527C (zh) 带有非晶铁基芯的电流互感器
Bashir-U-Din Characterisation of amorphous metal materials for high-frequency high-power-density transformer
Zurek et al. Rotational power losses and vector loci under controlled high flux density and magnetic field in electrical steel sheets
KR100904664B1 (ko) 전류 센서용 자기 코어
Davis Metals Handbook Desk Edition
JPH07151793A (ja) 電流センサ
Alves et al. Two-stage current transformers based on nanocrystalline materials for electronic energy meters
CN112176249A (zh) 一种铁基纳米晶薄带及其制备方法
JPH01308003A (ja) 交流電流検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080402

Termination date: 20150401

EXPY Termination of patent right or utility model