提高小批量高溫特種變壓器一致性的工藝改進(jìn)實(shí)例

1、提高小批量高溫特種變壓器一致性的工藝改進(jìn)實(shí)例0 引言我所生產(chǎn)的井下石油勘探測井儀工作環(huán)境惡劣， 井下溫度高 達(dá)200C，所需變壓器耐高溫 150C以上，目前，市場上基本找 不到生產(chǎn)此類變壓器生產(chǎn)廠家， 所以只能自行設(shè)計變壓器。 提供 變壓器技術(shù)指標(biāo)給加工配套部門進(jìn)行生產(chǎn)，指定所需生產(chǎn)材料， 如高溫漆包線、 耐高溫導(dǎo)線等。 井下儀器通過此類信號變壓器進(jìn) 行信號傳輸?shù)母鞣N電信號直接影響地層信號向地面?zhèn)鬏數(shù)挠行?性和可靠性， 因此提高此類信號變壓器的一致性直接影響向地面 傳輸信號一致性， 對提高井下石油測井儀的測量精度， 進(jìn)而提高 我們的產(chǎn)品在市場上的競爭力起著重要作用。目前我們最常用的信號變壓器采

2、用 EI 型變壓器，鐵心材料 采用4080卩Q ?cm的高磁導(dǎo)坡莫合金，采用金屬殼圭寸裝，內(nèi)部 導(dǎo)熱硅膠灌封。 變壓器運(yùn)行的一致性除結(jié)構(gòu)設(shè)計合理外在很大程 度上取決于制造工藝水平，以使用的 T1 變壓器為例，由于需求 量少，變壓器生產(chǎn)主要還是依賴于手工操作， 造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn) 定。在以往的生產(chǎn)過程中，每批變壓器的數(shù)據(jù)一致性差，電感值 在中心值 30%以內(nèi)，而且，前后批次的中心值也不一致，造成 電路調(diào)試?yán)щy，嚴(yán)重影響我們最終產(chǎn)品的測量精度。1 影響一致性原因工藝分析為解決手工操作， 及小批量制作等因素引起的變壓器性能不一致， 只能盡量在工藝上來彌補(bǔ)并解決這個問題， 變壓器制造所 涉及的專業(yè)領(lǐng)域和

3、學(xué)科繁多， 所用導(dǎo)電、 導(dǎo)磁與絕緣材料性能差 異大，不易駕馭。通過市場調(diào)研和查詢材料資料，分析影響變壓 器中心值和一致性因果圖如下：根據(jù) EI 型變壓器制造工藝除具有一般變壓器產(chǎn)品工藝的共 性之外，就其特殊性，對圖 1 中 14 個末端因素進(jìn)行了全面的分 析。確定影響變壓器性能的主要原因如下：1）在給坡莫合金材料進(jìn)行熱處理時，沒有嚴(yán)格的熱處理工 藝，由于變壓器批量少，操作者對溫度的控制、鐵芯片排放的整 齊度、及爐內(nèi)真空度存在憑經(jīng)驗(yàn)操作。而這幾個因素，對合金鐵 芯片表面的雜質(zhì)清除、提高磁性能（如鐵損和導(dǎo)磁性）起著關(guān)鍵 作用；2）合金材料的磁性能對有序化轉(zhuǎn)變很敏感，目前國內(nèi)生產(chǎn) 的合金材料性能尚不

4、穩(wěn)定， 因此不同批次坡莫合金材料磁性能存 在差異，影響磁性能的一致性；3）裝配過程坡莫鐵芯片受外應(yīng)力影響不均，使其磁性能下 降，一般來說，其影響程度都在 10%以上，因此裝配過程中挑選 平整鐵芯片， 并小心裝配對變壓器性能一致性的提高也起著很重 要的作用。根據(jù)以上幾個造成 T1 變壓器電感量一致性不理想主要原 因，采取針對性措施對其進(jìn)行工藝整改。2 工藝改進(jìn)措施及實(shí)施2.1 操作者嚴(yán)格控制熱處理工藝1）熱處理前，坡莫鐵芯片排放整齊，盡量平整，使處理后 不彎曲， 減少裝配時產(chǎn)生應(yīng)力。 同時在熱處理前檢查鐵芯片沖制 時是否有毛刺，若毛刺嚴(yán)重提出先返修處理后再熱處理。2）嚴(yán)格按如圖 2 曲線進(jìn)行熱處

5、理，均勻升溫 3 小時，爐內(nèi)溫度至1150C，保溫4小時后，降溫5小時到400C，出爐。3）真空壓力嚴(yán)格按原工藝要求， 使用 SG-3 型復(fù)合真空計抽 真空，真空度達(dá) 1 0-20Pa 。2.2 選取 3-5 份鐵芯片材料分別處理后比較性能1 ）對 1J85 坡莫合金鐵芯片原材料進(jìn)行對比驗(yàn)證。約1000片（EI片）一份，分別做好爐號標(biāo)記，分 3次進(jìn)行熱處理后跟 蹤記錄性能差異，使用 HP4225LCF電橋測試儀表，頻率：1KHz 測L1-2組電感（H）數(shù)據(jù)見表：結(jié)論：對比以上數(shù)據(jù)認(rèn)為分 3 次處理的坡莫合金鐵芯片性能 基本一致，符合在中心值 4 H 1 0%以內(nèi)。2）留部分鐵芯片作為與下一批進(jìn)

6、貨材料作對比性能，將對 下一批原材料進(jìn)一步驗(yàn)證。3）挑選平整的鐵芯片同一方向插片，盡量不要使鐵芯片受 到應(yīng)力影響。 成品變壓器裝外殼前測試數(shù)據(jù)，頻率：1K， HP4225LCR測量儀，測繞組L1-2 （H）,常溫20C下的具體數(shù)據(jù)見表： 經(jīng)跟蹤測試變壓器浸漆后數(shù)據(jù)基本未變。 調(diào)整電感量一致性。采用單片交插方式，單片（ E 片）有一個弧度，在插片時保 持一個方向的弧度一致， 經(jīng)對比插片同一只線圈多次， 發(fā)現(xiàn)保持弧度方向一致的插片后電感量相對大些，約為18mH左右，而不保持弧度同一方向的插后電感量約為 15mH左右。因此采用保持一個 方向的弧度一致插片方式，可以通過手工調(diào)整E片和I片之間空 氣隙的微弱差異進(jìn)行微調(diào)電感量， 提供調(diào)整余量或空間， 從而使 電感量一致性效果更好。以T1變壓器為例，重新確定 T1的中心值為4.00H，使變壓 器電感量一致性控制在中心值 10%以內(nèi)，并且基本保證以后每 批出廠的變壓器電感量與本次確定的中心值基本一致。3 結(jié)論本文中變壓器的工藝改進(jìn)方法， 有效的提