JP2002057019A - 低騒音トランス用一方向性電磁鋼板 - Google Patents
低騒音トランス用一方向性電磁鋼板Info
- Publication number
- JP2002057019A JP2002057019A JP2001103588A JP2001103588A JP2002057019A JP 2002057019 A JP2002057019 A JP 2002057019A JP 2001103588 A JP2001103588 A JP 2001103588A JP 2001103588 A JP2001103588 A JP 2001103588A JP 2002057019 A JP2002057019 A JP 2002057019A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- magnetostriction
- noise
- transformer
- tension
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
- H01F19/04—Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
-
- 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
- H01F1/16—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 in the form of sheets
- H01F1/18—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 in the form of sheets with insulating coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
- C21D8/1288—Application of a tension-inducing coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/90—Magnetic feature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/923—Physical dimension
- Y10S428/924—Composite
- Y10S428/926—Thickness of individual layer specified
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
- Y10S428/9265—Special properties
- Y10S428/928—Magnetic property
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31678—Of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 人間の聴感の大きい高調波を低減することが
でき、効果的に騒音を低減できる低騒音トランス用の一
方向性電磁鋼板を提供する。 【解決手段】 一方向性電磁鋼板で予めグラス被膜を形
成させないか或いは形成後に任意の方法で除去した後、
表面にコーティング或いはそれに準ずる方法で０．５Ｍ
Ｐａ＜σ＜４．０ＭＰａの張力を付与することを特徴と
する低騒音トランス用一方向性電磁鋼板。
でき、効果的に騒音を低減できる低騒音トランス用の一
方向性電磁鋼板を提供する。 【解決手段】 一方向性電磁鋼板で予めグラス被膜を形
成させないか或いは形成後に任意の方法で除去した後、
表面にコーティング或いはそれに準ずる方法で０．５Ｍ
Ｐａ＜σ＜４．０ＭＰａの張力を付与することを特徴と
する低騒音トランス用一方向性電磁鋼板。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランスなどの鉄心
に用いられ、磁気ひずみ特性の優れた低騒音トランス用
一方向性電磁鋼板に関するものである。
に用いられ、磁気ひずみ特性の優れた低騒音トランス用
一方向性電磁鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気、電子機器に幅広く使用される磁性
材料において、磁界印加時の長さ変化の度合い（これを
磁気ひずみと呼ぶ）は変圧器騒音の原因となるため、品
質管理における重要な評価項目の一つとなっている。近
年、電機機器からの騒音は、生活環境快適化の要求と共
にさらに規制が厳しくなりつつある。このため、磁気ひ
ずみの低減による低騒音化の研究が盛んに行われてい
る。
材料において、磁界印加時の長さ変化の度合い（これを
磁気ひずみと呼ぶ）は変圧器騒音の原因となるため、品
質管理における重要な評価項目の一つとなっている。近
年、電機機器からの騒音は、生活環境快適化の要求と共
にさらに規制が厳しくなりつつある。このため、磁気ひ
ずみの低減による低騒音化の研究が盛んに行われてい
る。
【０００３】磁性材料のうち、トランスの鉄心に用いら
れる一方向性電磁鋼板については、還流磁区を減少させ
ることで磁気ひずみを低減する手法がある。ここで言う
還流磁区とは、磁界印加方向に対して直角に向いている
磁化を有する領域である。この磁化が印加磁界により磁
界と平行方向に向けて動くときに磁気ひずみが生じる。
従って、還流磁区量が少ないほど磁気ひずみは小さくな
る。主な磁気ひずみ低減の手法としては、以下の方法が
知られている。 （１）結晶粒の＜００１＞方向を圧延方向に揃え、磁化
回転により形状変化を生じさせる還流磁区を作らない方
法(T.Nozawa et al,“Relationship Between Total Los
ses under Tensile Stress in 3 Percent Si-Fe Single
Crystals and Their Orientations near (110) ［00
1]", IEEE Trans. on Mag., Vol. MAG-14, No.4,197
8.)。 （２）塑性歪を開放することで還流磁区を消去する方法
（特開平7-305115号公報、［画記的な方向性珪素鋼板オ
リエントコア・ハイビーの開発］：ＯＨＭ1972.2) 。 （３）被膜張力を鋼板に印加することで還流磁区を消去
する方法(T.Nozawa et al,“Relationship between Tot
al Losses under Tensile Stress in 3 PercentSi-Fe S
ingle Crystals and Their Orientations near (110)
［001]", IEEE Trans. on Mag., Vol. MAG-14, No.4,19
78.)。
れる一方向性電磁鋼板については、還流磁区を減少させ
ることで磁気ひずみを低減する手法がある。ここで言う
還流磁区とは、磁界印加方向に対して直角に向いている
磁化を有する領域である。この磁化が印加磁界により磁
界と平行方向に向けて動くときに磁気ひずみが生じる。
従って、還流磁区量が少ないほど磁気ひずみは小さくな
る。主な磁気ひずみ低減の手法としては、以下の方法が
知られている。 （１）結晶粒の＜００１＞方向を圧延方向に揃え、磁化
回転により形状変化を生じさせる還流磁区を作らない方
法(T.Nozawa et al,“Relationship Between Total Los
ses under Tensile Stress in 3 Percent Si-Fe Single
Crystals and Their Orientations near (110) ［00
1]", IEEE Trans. on Mag., Vol. MAG-14, No.4,197
8.)。 （２）塑性歪を開放することで還流磁区を消去する方法
（特開平7-305115号公報、［画記的な方向性珪素鋼板オ
リエントコア・ハイビーの開発］：ＯＨＭ1972.2) 。 （３）被膜張力を鋼板に印加することで還流磁区を消去
する方法(T.Nozawa et al,“Relationship between Tot
al Losses under Tensile Stress in 3 PercentSi-Fe S
ingle Crystals and Their Orientations near (110)
［001]", IEEE Trans. on Mag., Vol. MAG-14, No.4,19
78.)。
【０００４】主にこれら３つの手法により、磁気ひずみ
を低減させ、電機機器の低騒音化に寄与してきた。
を低減させ、電機機器の低騒音化に寄与してきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方向性電磁鋼板をト
ランスとして組み上げ、励磁した場合、構造体に様々な
振動モードが発生し、高次の振動周波数が発生する。特
に励磁の基本振動数（例えば、励磁電流の周波数が５０
Ｈｚの場合は１００Ｈｚ）およびその整数倍の周波数
（例えば、励磁電流の周波数が５０Ｈｚの場合は２０
０，３００，４００Ｈｚ．．．）は、トランス騒音の中
でも特に大きな強度を持つ。このうち比較的低い周波数
の成分は鉄心本体を直接振動させ、また高い周波数の成
分はタンク、冷却装置、コンサベーターなどのトランス
の付加装置を共振させる。しかしながら、振動の強度は
高周波数成分になるにつれ指数的に低下し影響が小さい
ため、従来技術においては低周波数成分の振動低減を主
に行ってきた。しかしながら、さらなる低騒音化への要
求は強く、更に高度な技術が必要となっている。
ランスとして組み上げ、励磁した場合、構造体に様々な
振動モードが発生し、高次の振動周波数が発生する。特
に励磁の基本振動数（例えば、励磁電流の周波数が５０
Ｈｚの場合は１００Ｈｚ）およびその整数倍の周波数
（例えば、励磁電流の周波数が５０Ｈｚの場合は２０
０，３００，４００Ｈｚ．．．）は、トランス騒音の中
でも特に大きな強度を持つ。このうち比較的低い周波数
の成分は鉄心本体を直接振動させ、また高い周波数の成
分はタンク、冷却装置、コンサベーターなどのトランス
の付加装置を共振させる。しかしながら、振動の強度は
高周波数成分になるにつれ指数的に低下し影響が小さい
ため、従来技術においては低周波数成分の振動低減を主
に行ってきた。しかしながら、さらなる低騒音化への要
求は強く、更に高度な技術が必要となっている。
【０００６】本発明は、磁気ひずみ波形の高い周波数成
分を低減し、低騒音化を効果的に実現する、磁気ひずみ
特性の優れた低騒音トランス用一方向性電磁鋼板を提供
することにある。
分を低減し、低騒音化を効果的に実現する、磁気ひずみ
特性の優れた低騒音トランス用一方向性電磁鋼板を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の具体的な手段
は、（１）一方向性電磁鋼板で予めグラス被膜を形成さ
せないか、或いはグラス被膜形成後に任意の方法で該グ
ラス被膜を除去した後、表面にコーティング或いはそれ
に準ずる方法で０．５ＭＰａ＜σ＜４．０ＭＰａの張力
を付与することを特徴とする低騒音トランス用一方向性
電磁鋼板、また、（２）前記（１）において、λ19が
１．５×１０-6以下であることを特徴とする低騒音トラ
ンス用一方向性電磁鋼板、である。
は、（１）一方向性電磁鋼板で予めグラス被膜を形成さ
せないか、或いはグラス被膜形成後に任意の方法で該グ
ラス被膜を除去した後、表面にコーティング或いはそれ
に準ずる方法で０．５ＭＰａ＜σ＜４．０ＭＰａの張力
を付与することを特徴とする低騒音トランス用一方向性
電磁鋼板、また、（２）前記（１）において、λ19が
１．５×１０-6以下であることを特徴とする低騒音トラ
ンス用一方向性電磁鋼板、である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、前述したように、グラ
ス被膜を任意の方法で形成しないか、或いはグラス被膜
を形成後にこのグラス被膜を除去した後、表面に適量の
コーティングを塗布し、磁気ひずみ波形を制御すること
によって振動の高調波成分を減少させ、人の聴覚で感じ
る騒音を大きく低減させた低騒音トランス用一方向性電
磁鋼板である。
ス被膜を任意の方法で形成しないか、或いはグラス被膜
を形成後にこのグラス被膜を除去した後、表面に適量の
コーティングを塗布し、磁気ひずみ波形を制御すること
によって振動の高調波成分を減少させ、人の聴覚で感じ
る騒音を大きく低減させた低騒音トランス用一方向性電
磁鋼板である。
【０００９】すでに述べたように、現在までの研究はい
ずれも、還流磁区を減らすことで磁気ひずみを低減させ
ていた。しかしながら、本発明者らは、磁気ひずみのよ
り小さい材料を用いても、人間の聴覚がより敏感な比較
的高音域の騒音が殆んど低減していないことを知見し、
この知見を基に鋭意研究を行った。以下実験に基き説明
する。
ずれも、還流磁区を減らすことで磁気ひずみを低減させ
ていた。しかしながら、本発明者らは、磁気ひずみのよ
り小さい材料を用いても、人間の聴覚がより敏感な比較
的高音域の騒音が殆んど低減していないことを知見し、
この知見を基に鋭意研究を行った。以下実験に基き説明
する。
【００１０】本発明者らは、一定の周波数（通常は５０
Ｈｚもしくは６０Ｈｚ）で励磁されるトランスで高調波
の磁気ひずみ発生理由が、滑らかでない磁気ひずみ波形
によるものと考え、この滑らかさと被膜張力の関係につ
いて検討した。図１は被膜張力を変えた２種類の一方向
性電磁鋼板を１．９T 、６０Ｈｚで励磁したときの磁気
ひずみの時間変化を示したものである。一方向性電磁鋼
板の磁気ひずみ波形は、レーザ照射条件や被膜張力等を
変えることで大きく変わることが知られている。この例
では常法で製造した一方向性電磁鋼板を用い、うち試料
１には被膜塗布量を通常より８０％少なくし、張力をや
や小さくした。被膜張力は、片面の被膜を酸により除去
し、鋼板を湾曲させ、この曲がりから計算した（式
１）。なお、板の曲がりＨ（ｍｍ）は、湾曲した試料を
平板上に立たせ、一方の端部に対する接線から他端まで
の距離を測定した。
Ｈｚもしくは６０Ｈｚ）で励磁されるトランスで高調波
の磁気ひずみ発生理由が、滑らかでない磁気ひずみ波形
によるものと考え、この滑らかさと被膜張力の関係につ
いて検討した。図１は被膜張力を変えた２種類の一方向
性電磁鋼板を１．９T 、６０Ｈｚで励磁したときの磁気
ひずみの時間変化を示したものである。一方向性電磁鋼
板の磁気ひずみ波形は、レーザ照射条件や被膜張力等を
変えることで大きく変わることが知られている。この例
では常法で製造した一方向性電磁鋼板を用い、うち試料
１には被膜塗布量を通常より８０％少なくし、張力をや
や小さくした。被膜張力は、片面の被膜を酸により除去
し、鋼板を湾曲させ、この曲がりから計算した（式
１）。なお、板の曲がりＨ（ｍｍ）は、湾曲した試料を
平板上に立たせ、一方の端部に対する接線から他端まで
の距離を測定した。
【００１１】 ここで、σＢ：被膜張力 （ｇ／ｍｍ2) Ｅ：ヤング率 （ｋｇ／ｍｍ2) ν：ポアッソン比 （＝０．３） ｔ：鋼板のみの板厚 （ｍｍ） Ｔ：両面の被膜を含めた試料の板厚（ｍｍ） Ｈ：板の曲がり （ｍｍ） ｌ：試料の長さ （ｍｍ） 図1 から磁気ひずみの最高値と最低値との差λp-p は、
試料１では０．６２×１０-6、試料２では０．６４×１
０-6であり、従来の指標である磁気ひずみ振幅という点
から騒音はほぼ同じ値になると予測される。
試料１では０．６２×１０-6、試料２では０．６４×１
０-6であり、従来の指標である磁気ひずみ振幅という点
から騒音はほぼ同じ値になると予測される。
【００１２】この試料１および２を６０Ｈｚで０〜１．
９Ｔの範囲で励磁したときの励磁磁束密度Ｂと磁気ひず
みλB （励磁磁束密度がＢ（Ｔ）の時の鋼板のΔｌ／
ｌ；いわゆるＯ−Ｐ値である。λ19はＢ＝１．９Ｔのと
きのＯ−Ｐ値を示す。）との関係を図２に示す。λB で
表すと、図２に示すように、被膜張力が小さい試料１で
は、磁気ひずみλB が全ての磁束密度において正の値を
示すのに対し、通常の張力を有する材料では励磁磁束密
度Ｂが１．７T まで負に大きくなった後、更に高い磁束
密度で正の値を示した。
９Ｔの範囲で励磁したときの励磁磁束密度Ｂと磁気ひず
みλB （励磁磁束密度がＢ（Ｔ）の時の鋼板のΔｌ／
ｌ；いわゆるＯ−Ｐ値である。λ19はＢ＝１．９Ｔのと
きのＯ−Ｐ値を示す。）との関係を図２に示す。λB で
表すと、図２に示すように、被膜張力が小さい試料１で
は、磁気ひずみλB が全ての磁束密度において正の値を
示すのに対し、通常の張力を有する材料では励磁磁束密
度Ｂが１．７T まで負に大きくなった後、更に高い磁束
密度で正の値を示した。
【００１３】この2 種類の材料を用いて６３０ｋＶＡの
３相トランスを組立て、これを６０Ｈｚ、１．９Ｔで励
磁したときの騒音を測定したところ、試料１を用いたも
のが６６ｄＢ、試料２を用いたものが７３ｄＢと、λ
p-p がほぼ同等であるにもかかわらず、騒音については
大きな差が生じた。そこで、これらの材料の波形を詳細
に調査した。
３相トランスを組立て、これを６０Ｈｚ、１．９Ｔで励
磁したときの騒音を測定したところ、試料１を用いたも
のが６６ｄＢ、試料２を用いたものが７３ｄＢと、λ
p-p がほぼ同等であるにもかかわらず、騒音については
大きな差が生じた。そこで、これらの材料の波形を詳細
に調査した。
【００１４】図３は試料１、２それぞれについて、６０
Ｈｚ、１．９Ｔで励磁したときの、周波数成分毎の磁気
ひずみ速度レベル（ＬｖＡ）を示したものである。これ
は磁気ひずみの時間的変化を速度に直したものをフーリ
エ変換で周波数毎の強度に分解し、これを周波数毎に人
間の聴感レベル（A 特性）に補正した値である。なお、
聴感レベルの補正とは、周波数毎の感覚感度に応じた係
数をかけることである。
Ｈｚ、１．９Ｔで励磁したときの、周波数成分毎の磁気
ひずみ速度レベル（ＬｖＡ）を示したものである。これ
は磁気ひずみの時間的変化を速度に直したものをフーリ
エ変換で周波数毎の強度に分解し、これを周波数毎に人
間の聴感レベル（A 特性）に補正した値である。なお、
聴感レベルの補正とは、周波数毎の感覚感度に応じた係
数をかけることである。
【００１５】図３から、周波数成分毎の磁気ひずみ速度
レベルで比較すると、トランスに組み立てた時、騒音の
大きかった試料２は試料１と比べて、基本周波数成分
（１２０Ｈｚ）におけるＬｖA は同等であるものの、第
２高調波成分（２４０Ｈｚ）以降ではむしろ大きくなっ
ている。人間の聴覚は４ｋＨｚまでは周波数が高くなる
ほど聴感が大きいため、聴感補正をした場合、４ｋH ｚ
までは周波数が高いほど強度が強く補正される。このた
め試料２はトランスに組み立てたときの騒音レベルが大
きくなったのである。
レベルで比較すると、トランスに組み立てた時、騒音の
大きかった試料２は試料１と比べて、基本周波数成分
（１２０Ｈｚ）におけるＬｖA は同等であるものの、第
２高調波成分（２４０Ｈｚ）以降ではむしろ大きくなっ
ている。人間の聴覚は４ｋＨｚまでは周波数が高くなる
ほど聴感が大きいため、聴感補正をした場合、４ｋH ｚ
までは周波数が高いほど強度が強く補正される。このた
め試料２はトランスに組み立てたときの騒音レベルが大
きくなったのである。
【００１６】前記のように試料２の高調波成分が高くな
った理由は、磁気ひずみ波形の違いにあると本発明者ら
は考えた。図２を見ると、張力が大きい試料２では、λ
B が励磁磁束密度１．７T 付近に変曲点を有し、これ以
上の磁束密度において磁気ひずみが急峻に増加してい
る。被膜張力を小さくした試料１は試料２と比較して誘
導磁気異方性が小さいため、励磁磁束密度１．７T 付近
において表面からの漏洩磁束を抑制する還流磁区の発生
が多くなる。この還流磁区は、１．７Ｔ以上になると消
滅しはじめ、これに伴い磁気ひずみが増加する。試料１
は還流磁区の変化が大きいため、磁気ひずみの増加は急
峻なものとなり、これが高調波成分となってＬｖA に反
映したものと、発明者等は考えている。このような急峻
な変化はより高い周波数成分の音を発生する原因とな
り、全体的に騒音レベルを上げ好ましくない。
った理由は、磁気ひずみ波形の違いにあると本発明者ら
は考えた。図２を見ると、張力が大きい試料２では、λ
B が励磁磁束密度１．７T 付近に変曲点を有し、これ以
上の磁束密度において磁気ひずみが急峻に増加してい
る。被膜張力を小さくした試料１は試料２と比較して誘
導磁気異方性が小さいため、励磁磁束密度１．７T 付近
において表面からの漏洩磁束を抑制する還流磁区の発生
が多くなる。この還流磁区は、１．７Ｔ以上になると消
滅しはじめ、これに伴い磁気ひずみが増加する。試料１
は還流磁区の変化が大きいため、磁気ひずみの増加は急
峻なものとなり、これが高調波成分となってＬｖA に反
映したものと、発明者等は考えている。このような急峻
な変化はより高い周波数成分の音を発生する原因とな
り、全体的に騒音レベルを上げ好ましくない。
【００１７】一方、試料１の磁気ひずみは急峻な変化が
なく、全ての磁束密度において波形が滑らかに増加して
いる。この理由は、還流磁区の発生が比較的少ないた
め、磁気ひずみが低磁束密度から徐々に増加するために
生じると考えられる。被膜張力とＬｖＡの関係を図４に
示す。被膜張力が大きくなるにつれＬｖＡは小さくな
り、２．０ＭＰａで極小点をとり再び増加する。ここで
１．７T で測定した理由はこの磁束密度で最も還流磁区
が発生しやすく、λB が負になりやすいからである。ま
たトランスの設計磁束密度がこの付近にあたる理由から
である。
なく、全ての磁束密度において波形が滑らかに増加して
いる。この理由は、還流磁区の発生が比較的少ないた
め、磁気ひずみが低磁束密度から徐々に増加するために
生じると考えられる。被膜張力とＬｖＡの関係を図４に
示す。被膜張力が大きくなるにつれＬｖＡは小さくな
り、２．０ＭＰａで極小点をとり再び増加する。ここで
１．７T で測定した理由はこの磁束密度で最も還流磁区
が発生しやすく、λB が負になりやすいからである。ま
たトランスの設計磁束密度がこの付近にあたる理由から
である。
【００１８】以上の観点から本発明者らは、磁気ひずみ
の中でも騒音に影響の強い高次の周波数成分を低減する
ため適切な被膜張力を与え、急峻さが少ない滑らかな磁
気ひずみ波形を有する一方向性電磁鋼板を提供すること
で、効果的にトランス等の電機機器騒音を低減できると
考え、本発明に至ったものである。次に本発明の限定理
由について述べる。
の中でも騒音に影響の強い高次の周波数成分を低減する
ため適切な被膜張力を与え、急峻さが少ない滑らかな磁
気ひずみ波形を有する一方向性電磁鋼板を提供すること
で、効果的にトランス等の電機機器騒音を低減できると
考え、本発明に至ったものである。次に本発明の限定理
由について述べる。
【００１９】本発明では、実際の波形において急峻さが
少ない条件として、図４の結果に基づき、０．５から
４．０ＭＰａまでに入る被膜張力を有することが材料の
低騒音化に対して良好な範囲と規定した。０．５ＭＰａ
とした理由は、トランスの鉄心を作る時、鋼板同士がば
らけないように結束するが、その圧縮力が０．５ＭＰａ
以上であり、この程度の応力に耐えうる張力が無ければ
外部応力による歪が鋼板に入り、磁気ひずみが大きくな
るからである。また、４．０ＭＰａ以下とした理由は、
これを超える被膜張力であると１．７T において鋼板が
一旦縮み、かつ飽和に向かって急峻に伸びるため波形の
滑らかさが失われＬｖＡが増加するからである。なお、
被膜張力の好ましい範囲は１．０ＭＰａ以上３．０ＭＰ
ａ以下である。
少ない条件として、図４の結果に基づき、０．５から
４．０ＭＰａまでに入る被膜張力を有することが材料の
低騒音化に対して良好な範囲と規定した。０．５ＭＰａ
とした理由は、トランスの鉄心を作る時、鋼板同士がば
らけないように結束するが、その圧縮力が０．５ＭＰａ
以上であり、この程度の応力に耐えうる張力が無ければ
外部応力による歪が鋼板に入り、磁気ひずみが大きくな
るからである。また、４．０ＭＰａ以下とした理由は、
これを超える被膜張力であると１．７T において鋼板が
一旦縮み、かつ飽和に向かって急峻に伸びるため波形の
滑らかさが失われＬｖＡが増加するからである。なお、
被膜張力の好ましい範囲は１．０ＭＰａ以上３．０ＭＰ
ａ以下である。
【００２０】以上のように、被膜張力により磁気ひずみ
波形を制御できる理由としては、以下のように考えてい
る。被膜張力を加えると磁気ひずみの逆効果により還流
磁区が消磁状態で消滅する。この消滅量は被膜張力の強
さにほぼ比例する。この磁区が磁束密度約１．７T まで
励磁すると現れ始め、これ以上の磁束密度では再び消滅
する。従って、この張力を適宜調整することで磁気ひず
み波形を制御でき、条件によっては滑らかな波形を作る
ことができる。
波形を制御できる理由としては、以下のように考えてい
る。被膜張力を加えると磁気ひずみの逆効果により還流
磁区が消磁状態で消滅する。この消滅量は被膜張力の強
さにほぼ比例する。この磁区が磁束密度約１．７T まで
励磁すると現れ始め、これ以上の磁束密度では再び消滅
する。従って、この張力を適宜調整することで磁気ひず
み波形を制御でき、条件によっては滑らかな波形を作る
ことができる。
【００２１】
【実施例】（実施例１）常法により製造した、板厚０．
３０ｍｍの一方向性電磁鋼板に対し、張力が０〜７．０
ＭＰａの範囲になるよう、塗布量を５条件に振って塗布
した。この５試料について１．４Ｔ、１．７Ｔ、１．９
Ｔに励磁した時の磁気ひずみを、レーザードップラー方
式による非接触式磁気ひずみ測定装置により測定した。
結果を表１に示す。
３０ｍｍの一方向性電磁鋼板に対し、張力が０〜７．０
ＭＰａの範囲になるよう、塗布量を５条件に振って塗布
した。この５試料について１．４Ｔ、１．７Ｔ、１．９
Ｔに励磁した時の磁気ひずみを、レーザードップラー方
式による非接触式磁気ひずみ測定装置により測定した。
結果を表１に示す。
【００２２】この中から本発明の波形条件を満たす試料
Ｄと、満たさないＡ、Ｅを用いて５００ｋVAの３相トラ
ンスを組み立て、５０Hz、１．５T で励磁した状態にお
ける騒音を測定した。その結果を表２に示す。本発明の
条件を満たす材料から製作したトランスでは、騒音を低
くすることができた。
Ｄと、満たさないＡ、Ｅを用いて５００ｋVAの３相トラ
ンスを組み立て、５０Hz、１．５T で励磁した状態にお
ける騒音を測定した。その結果を表２に示す。本発明の
条件を満たす材料から製作したトランスでは、騒音を低
くすることができた。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】（実施例２）常法により製造した、板厚
０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板に対し、張力被膜を、
張力が０．０２〜７．０ＭＰａの範囲になるよう、塗布
量を５条件に振って塗布した。この５試料について１．
４Ｔ、１．７Ｔ、１．９Ｔに励磁した時の磁気ひずみ
を、レーザードップラー方式による非接触式磁気ひずみ
測定装置により測定した。結果を表３に示す。
０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板に対し、張力被膜を、
張力が０．０２〜７．０ＭＰａの範囲になるよう、塗布
量を５条件に振って塗布した。この５試料について１．
４Ｔ、１．７Ｔ、１．９Ｔに励磁した時の磁気ひずみ
を、レーザードップラー方式による非接触式磁気ひずみ
測定装置により測定した。結果を表３に示す。
【００２６】この中から本発明の波形条件を満たす試料
Ｃと、満たさないＡ、Ｅを用いて５００ｋVAの３相トラ
ンスを組み立て、５０Hz、１．５T で励磁した状態にお
ける騒音を測定した。その結果を表４に示す。本発明の
条件を満たす材料から製作したトランスでは、騒音を低
くすることができた。
Ｃと、満たさないＡ、Ｅを用いて５００ｋVAの３相トラ
ンスを組み立て、５０Hz、１．５T で励磁した状態にお
ける騒音を測定した。その結果を表４に示す。本発明の
条件を満たす材料から製作したトランスでは、騒音を低
くすることができた。
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば磁
気ひずみ高調波の少ない一方向性電磁鋼板が容易に提供
でき、電機機器の低騒音化が図られるので、産業上の利
益は極めて大きい。
気ひずみ高調波の少ない一方向性電磁鋼板が容易に提供
でき、電機機器の低騒音化が図られるので、産業上の利
益は極めて大きい。
【図１】図１は、磁気ひずみのプロフィルを示した図で
ある。
ある。
【図２】図２は、磁気ひずみをフーリエ分解し、聴感補
正を行った例を示す図である。
正を行った例を示す図である。
【図３】図３は、トランスの騒音特性を示す図である。
【図４】図４は、被膜張力と磁気ひずみの関係を示す図
である。
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年６月８日（２００１．６．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、磁気ひずみの時間変化を示した図であ
る。
る。
【図２】図２は、励磁磁束密度Ｂと磁気ひずみλＢとの
関係を示した図である。
関係を示した図である。
【図３】図３は、磁気ひずみをフェーリエ分解し、聴感
補正を行った例を示す図である。
補正を行った例を示す図である。
【図４】図４は、被膜張力とＬｖＡの関係を示す図であ
る。
る。
フロントページの続き (72)発明者 藤倉 昌浩 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 溝上 雅人 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4K033 AA02 PA04 PA09 PA10 5E041 AA02 BC01 CA02 HB14
Claims (2)
- 【請求項１】 一方向性電磁鋼板で予めグラス被膜を形
成させないか、或いはグラス被膜形成後に任意の方法で
該グラス被膜を除去した後、表面にコーティング或いは
それに準ずる方法で０．５ＭＰａ＜σ＜４．０ＭＰａの
張力を付与することを特徴とする低騒音トランス用一方
向性電磁鋼板。 - 【請求項２】 λ19が１．５×１０-6以下であることを
特徴とする請求項１記載の低騒音トランス用一方向性電
磁鋼板。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001103588A JP2002057019A (ja) | 2000-05-30 | 2001-04-02 | 低騒音トランス用一方向性電磁鋼板 |
| KR10-2001-0029417A KR100450621B1 (ko) | 2000-05-30 | 2001-05-28 | 저소음 변압기용 일방향성 전자강판 |
| EP01112099.5A EP1160340B1 (en) | 2000-05-30 | 2001-05-29 | Grain-oriented electrical steel sheet for low-noise transformer |
| US09/870,148 US6387522B2 (en) | 2000-05-30 | 2001-05-30 | Grain-oriented electrical steel sheet for low-noise transformer |
| CNB011193409A CN1182262C (zh) | 2000-05-30 | 2001-05-30 | 低噪音变压器用的单取向电工钢板及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-160511 | 2000-05-30 | ||
| JP2000160511 | 2000-05-30 | ||
| JP2001103588A JP2002057019A (ja) | 2000-05-30 | 2001-04-02 | 低騒音トランス用一方向性電磁鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002057019A true JP2002057019A (ja) | 2002-02-22 |
Family
ID=26592923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001103588A Pending JP2002057019A (ja) | 2000-05-30 | 2001-04-02 | 低騒音トランス用一方向性電磁鋼板 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6387522B2 (ja) |
| EP (1) | EP1160340B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002057019A (ja) |
| KR (1) | KR100450621B1 (ja) |
| CN (1) | CN1182262C (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1149924B1 (en) * | 2000-04-24 | 2009-07-15 | Nippon Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet excellent in magnetic properties |
| JP2012010461A (ja) * | 2010-06-23 | 2012-01-12 | Toshiba Corp | 統合ユニット、変成器、制御装置 |
| JP5593942B2 (ja) * | 2010-08-06 | 2014-09-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| KR102177038B1 (ko) | 2014-11-14 | 2020-11-10 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판용 절연피막 조성물, 이를 이용하여 표면에 절연피막이 형성된 방향성 전기강판 및 이의 제조방법 |
| JP6191789B2 (ja) * | 2015-02-05 | 2017-09-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法並びに変圧器騒音特性の予測方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5224499B2 (ja) * | 1973-01-22 | 1977-07-01 | ||
| JPS54143737A (en) * | 1978-04-28 | 1979-11-09 | Kawasaki Steel Co | Formation of chromiummfree insulating top coating for directional silicon steel plate |
| JPS5844744B2 (ja) * | 1979-11-22 | 1983-10-05 | 川崎製鉄株式会社 | 方向性珪素鋼板にクロム酸化物を含まない張力付加型の上塗り絶縁被膜を形成する方法 |
| EP0215134B1 (en) * | 1985-02-22 | 1990-08-08 | Kawasaki Steel Corporation | Process for producing unidirectional silicon steel plate with extraordinarily low iron loss |
| JP2592740B2 (ja) * | 1992-01-27 | 1997-03-19 | 新日本製鐵株式会社 | 超低鉄損一方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| DE69326792T2 (de) | 1992-04-07 | 2000-04-27 | Nippon Steel Corp | Kornorientiertes Siliziumstahlblech mit geringen Eisenverlusten und Herstellungsverfahren |
| JP2673767B2 (ja) * | 1992-11-27 | 1997-11-05 | 新日本製鐵株式会社 | 鉄心の加工性が優れ、磁気特性の良好な方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JPH06346203A (ja) * | 1993-06-04 | 1994-12-20 | Nippon Steel Corp | 磁歪の小さい珪素鋼板及びその製造方法及び使用方法 |
| JPH07305115A (ja) | 1994-05-06 | 1995-11-21 | Nippon Steel Corp | 鉄損及び磁歪特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JPH08134551A (ja) * | 1994-11-07 | 1996-05-28 | Nippon Steel Corp | 鉄損及び磁歪特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2953978B2 (ja) * | 1995-02-20 | 1999-09-27 | 新日本製鐵株式会社 | 絶縁被膜特性の優れるグラス被膜を有しない厚手方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
| JPH08269562A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Nippon Steel Corp | 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 |
| JP3408885B2 (ja) * | 1995-04-10 | 2003-05-19 | 新日本製鐵株式会社 | 低騒音方向性電磁鋼板および積層鉄心 |
| JPH0920926A (ja) * | 1995-07-03 | 1997-01-21 | Nippon Steel Corp | 磁歪特性の優れた一方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP3470475B2 (ja) * | 1995-11-27 | 2003-11-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 極めて鉄損の低い方向性電磁鋼板とその製造方法 |
| DE69838419T2 (de) * | 1997-12-24 | 2008-06-05 | Jfe Steel Corp. | Kornorientiertes siliziumstahlblech mit sehr geringem eisenverlust und herstellungsverfahren desselben |
-
2001
- 2001-04-02 JP JP2001103588A patent/JP2002057019A/ja active Pending
- 2001-05-28 KR KR10-2001-0029417A patent/KR100450621B1/ko active IP Right Grant
- 2001-05-29 EP EP01112099.5A patent/EP1160340B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-30 US US09/870,148 patent/US6387522B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-30 CN CNB011193409A patent/CN1182262C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1160340B1 (en) | 2018-08-01 |
| CN1182262C (zh) | 2004-12-29 |
| US6387522B2 (en) | 2002-05-14 |
| KR100450621B1 (ko) | 2004-09-30 |
| CN1327075A (zh) | 2001-12-19 |
| EP1160340A3 (en) | 2003-11-26 |
| US20020012805A1 (en) | 2002-01-31 |
| KR20010109125A (ko) | 2001-12-08 |
| EP1160340A2 (en) | 2001-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2570250C1 (ru) | Текстурированный лист из электротехнической стали | |
| WO2009104521A1 (ja) | 低鉄損一方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| EP1154025B1 (en) | Low iron loss and low noise grain-oriented electrical steel sheet and a method for producing the same | |
| WO2020158732A1 (ja) | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| JPH08269562A (ja) | 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 | |
| JP2002057019A (ja) | 低騒音トランス用一方向性電磁鋼板 | |
| JP3500103B2 (ja) | トランス用一方向性電磁鋼板 | |
| JP4216488B2 (ja) | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| JPWO2010147009A1 (ja) | 一方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| JPH11293340A (ja) | 低鉄損方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| JP3408885B2 (ja) | 低騒音方向性電磁鋼板および積層鉄心 | |
| EP1220243B2 (en) | Electrical steel sheet for low-noise transformer and low-noise transformer | |
| JP2002069594A (ja) | 低騒音トランス用電磁鋼板 | |
| JP3500102B2 (ja) | トランスの用一方向性電磁鋼板 | |
| JPH09186023A (ja) | 低騒音変圧器鉄心 | |
| JP4276618B2 (ja) | 低鉄損一方向性電磁鋼板 | |
| JPH1187122A (ja) | 低騒音トランス用方向性電磁鋼板 | |
| JPS61181114A (ja) | 巻鉄心の製造方法 | |
| JP4473476B2 (ja) | 低騒音巻きトランス用コアの製造方法 | |
| JP4437939B2 (ja) | 低鉄損一方向性電磁鋼板 | |
| JPH10256053A (ja) | 鉄損特性のばらつきが小さい鉄心 | |
| JP2784386B2 (ja) | 磁性多層膜 | |
| JPS61237404A (ja) | 非晶質カツトコアの製造方法 | |
| JPH08203746A (ja) | 変圧器巻鉄心 | |
| JP2005086143A (ja) | 変圧器またはリアクトル用巻鉄心の材料選択方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060207 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060404 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070918 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071016 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081021 |