Peningkatan Proses untuk Manufaktur Trafo yang Konsisten: Kontrol Induktansi & Optimasi Kinerja

Mengingat kurangnya produsen transformator semacam itu di pasaran, kami merancangnya sendiri. Kami menyediakan spesifikasi teknis kepada mitra, menentukan bahan seperti kawat enamel tahan panas.

Sinyal listrik dari alat logging sumur, yang ditransmisikan melalui transformator ini, mempengaruhi keandalan sinyal dari formasi hingga permukaan. Dengan demikian, meningkatkan konsistensi transformator meningkatkan keseragaman sinyal, yang meningkatkan akurasi alat logging dan daya saing kami di pasar.

Transformator sinyal umum kami adalah tipe EI, dengan inti berbahan peralloy permeabilitas tinggi 40-80 μΩ·cm, berlapis logam dan disegel dengan silikon. Konsistensi transformator tergantung pada desain dan manufaktur. Untuk transformator T1, permintaan rendah berarti produksi manual, yang menyebabkan masalah kualitas. Batch sebelumnya menunjukkan konsistensi induktansi yang buruk (±30% dari nilai pusat, bervariasi antar batch), menghambat debugging sirkuit dan akurasi produk akhir.

1 Analisis Faktor Proses yang Mempengaruhi Konsistensi

Untuk mengatasi ketidakseragaman kinerja transformator yang disebabkan oleh operasi manual dan produksi skala kecil, upaya harus fokus pada peningkatan proses. Manufaktur transformator mencakup banyak disiplin ilmu, dengan bahan konduktif, magnetik, dan isolasi memiliki sifat yang sangat bervariasi, sehingga kontrol menjadi tantangan. Melalui penelitian pasar dan analisis data bahan, diagram sebab-akibat untuk nilai pusat dan konsistensi transformator dikembangkan sebagai berikut:

1.1 Analisis Proses Manufaktur Transformator Tipe EI

Selain persamaan umum dalam proses transformator, karakteristik unik transformator tipe EI memerlukan analisis komprehensif dari 14 faktor terminal dalam Gambar 1. Faktor utama yang mempengaruhi kinerja adalah:

• Perlakuan Panas Bahan Peralloy: Kurangnya proses perlakuan panas yang ketat, produksi skala kecil mengarah pada operasi berdasarkan pengalaman untuk kontrol suhu, penyelarasan lembaran inti, dan vakum tungku. Faktor-faktor ini secara kritis mempengaruhi penghapusan kotoran dari permukaan inti paduan dan peningkatan sifat magnetik (misalnya, kerugian besi, permeabilitas).

• Variabilitas Kinerja Magnetik Bahan: Bahan paduan domestik memiliki sifat yang tidak stabil. Batch peralloy menunjukkan perbedaan kinerja magnetik, mengurangi konsistensi.

• Stres Perakitan pada Lembaran Inti: Stres eksternal yang tidak merata selama perakitan menurunkan kinerja magnetik (biasanya >10% dampak). Memilih lembaran inti datar dan perakitan presisi meningkatkan konsistensi.

1.2 Tindakan Peningkatan Proses

Berdasarkan penyebab utama ketidakseragaman induktansi transformator T1, tindakan peningkatan proses yang ditargetkan diterapkan.

2 Tindakan Peningkatan Proses dan Implementasi
2.1 Operator Ketat Mengontrol Proses Perlakuan Panas

• Sebelum perlakuan panas, susun lembaran inti peralloy rapi dan sebisa mungkin datar agar tidak melengkung setelah perlakuan, mengurangi stres selama perakitan. Sementara itu, periksa adanya sisik pada lembaran inti setelah pengepresan sebelum perlakuan panas. Jika sisik parah, usulkan perbaikan terlebih dahulu sebelum perlakuan panas.

• Ketat mengikuti kurva pada Gambar 2 untuk perlakuan panas. Naikkan suhu secara merata selama 3 jam hingga suhu tungku mencapai 1150°C, tahan suhu selama 4 jam, lalu dinginkan hingga 400°C selama 5 jam sebelum mengeluarkan lembaran dari tungku.

• Ketat mengikuti persyaratan proses asli untuk tekanan vakum. Gunakan SG-3 gauge vakum komposit untuk mengosongkan, mencapai derajat vakum 10-20 Pa.

2.2 Pilih 3-5 Batch Bahan Lembaran Inti, Proses Secara Terpisah, dan Bandingkan Kinerja

• Lakukan verifikasi perbandingan pada bahan mentah lembaran inti peralloy 1J85. Ambil sekitar 1.000 lembar (lembaran EI) per batch, tandai masing-masing dengan nomor tungku, lakukan perlakuan panas dalam 3 kali putaran, dan lacak/catat perbedaan kinerja. Gunakan HP4225LCR bridge tester (frekuensi: 1 kHz) untuk mengukur induktansi (H) untuk kelompok L1-2. Data sebagai berikut:

Kesimpulan: Membandingkan data di atas, lembaran inti peralloy yang diproses dalam 3 putaran menunjukkan kinerja yang pada dasarnya konsisten, memenuhi persyaratan berada dalam ±10% dari nilai pusat 4H.

• Simpan beberapa lembaran inti untuk membandingkan kinerja dengan batch bahan masuk berikutnya, memungkinkan verifikasi lebih lanjut dari batch bahan mentah berikutnya.

• Pilih lembaran inti datar dan sisipkan dalam arah yang sama, meminimalkan stres pada lembaran.

Data uji transformator jadi sebelum perakitan housing: Frekuensi = 1 kHz (tester HP4225LCR). Ukur gulungan L1-2 (H) pada 20°C (suhu ruangan). Data spesifik sebagai berikut:

Setelah pengujian, data transformator tetap pada dasarnya tidak berubah setelah impregnasi.

2.3 Penyesuaian Konsistensi Induktansi

Metode interleaving satu lembar diterapkan. Satu lembaran EI memiliki kelengkungan. Saat penyisipan, pertahankan arah kelengkungan konsisten. Dengan membandingkan penyisipan berulang ke dalam koil yang sama, ditemukan bahwa saat arah kelengkungan konsisten, induktansi relatif lebih besar, sekitar 18mH. Sebaliknya, jika arah kelengkungan tidak konsisten saat penyisipan, induktansi sekitar 15mH. Oleh karena itu, dengan menggunakan metode menjaga arah kelengkungan konsisten saat penyisipan, dapat dilakukan penyetelan halus induktansi dengan menyesuaikan sedikit perbedaan celah udara antara lembaran E dan I, memberikan ruang penyesuaian, dan dengan demikian mencapai konsistensi induktansi yang lebih baik.

Dengan mengambil contoh transformator T1, nilai pusat T1 ditentukan ulang sebagai 4.00H, mengendalikan konsistensi induktansi transformator dalam ±10% dari nilai pusat. Selain itu, pada dasarnya dijamin bahwa induktansi setiap batch transformator yang keluar pabrik pada dasarnya konsisten dengan nilai pusat baru yang ditentukan.