一貫性のあるトランス製造のためのプロセス改善：インダクタンス制御とパフォーマンス最適化
市場にそのようなトランスの製造業者が不足しているため、我々は自社で設計しています。パートナーに対して技術仕様を提供し、高温被膜線などの材料を指定します。
これらのトランスを介して伝送される井下測定工具からの電気信号は、地層から地上への信号の信頼性に影響を与えます。したがって、トランスの一貫性を向上させることで信号の一様性が高まり、測定工具の精度と市場競争力が向上します。
当社の一般的な信号トランスはEI型で、40〜80 μΩ・cmの高透磁率パーマロイコアを使用し、金属製シェルとシリコンポット加工が施されています。トランスの一貫性は設計と製造の両方に依存します。T1トランスの場合、需要が少ないため手作業による生産となり、品質問題が発生します。過去のバッチではインダクタンスの一貫性が不良（中央値の±30%、バッチ間で変動）であり、回路のデバッグと最終製品の精度を妨げていました。
1 一貫性に影響を与えるプロセス要因の分析
手作業や小ロット生産によるトランス性能の不一致を解消するためには、プロセス改善に焦点を当てることが必要です。トランス製造は多くの分野にまたがっており、導電性、磁性、絶縁性の材料は非常に多様な特性を持ち、制御が困難です。市場調査と材料データ分析を通じて、トランスの中心値と一貫性に関する原因結果図を作成しました。
1.1 EI型トランス製造プロセスの分析
一般的なトランスプロセスの共通点を超えて、EI型トランスの独自の特性は、図1に示す14の端末要素の包括的な分析を必要とします。性能に影響を与える主要な要素は以下の通りです：
パーマロイ材料の熱処理：厳格な熱処理プロセスがない場合、小ロット生産では温度制御、コアシートの整列、炉内の真空度が経験に基づいて行われます。これらの要因は、合金コア表面の不純物除去と磁性特性の向上（例えば、鉄損失、透磁率）に重要な影響を与えます。
材料の磁気性能のばらつき：国内の合金材料は安定性が低い。パーマロイの各バッチは磁気性能に差があり、一貫性が低下します。
コアシートへの組み立て時の応力：組み立て時の外部応力が均一でないことで磁気性能が低下（通常10%以上の影響）。平らなコアシートを選択し、正確な組み立てを行うことで一貫性が向上します。
1.2 プロセス改善措置
T1トランスのインダクタンスの一貫性に影響を与えるこれらの主な原因に基づき、対象となるプロセス改善を実施します。
2 プロセス改善措置と実施
2.1 操作者は熱処理プロセスを厳格に制御する
熱処理前にパーマロイコアシートを整然と平らに並べ、処理後に曲がらないようにし、組み立て時の応力を軽減する。同時に、熱処理前のスタンピング後のコアシートにバリがあるか確認し、バリが大きい場合はまず修理を行った後、熱処理を行う。
図2の曲線に従って熱処理を行う。3時間かけて均一に温度を上げ、炉内温度が1150℃に達したら4時間保溫し、その後5時間かけて400℃まで冷却してからシートを取り出す。
元のプロセス要件に厳格に従って真空圧を制御する。SG-3複合真空計を使用して排気を行い、真空度を10-20Paにする。
2.2 コアシート材料を3〜5バッチ選択し、別々に処理し、性能を比較する
結論：上記データを比較すると、3回の熱処理で処理されたパーマロイコアシートは基本的に性能が一貫しており、4H中心値の±10%以内という要求を満たしている。
ハウジング組み立て前の完成トランスのテストデータ：周波数=1kHz（HP4225LCRテスター）。20℃（室温）での巻線L1〜2（H）を測定する。具体的なデータは以下の通りである。
テスト後、浸漬後のトランスデータはほぼ変化していない。
2.3 インダクタンスの一貫性の調整
単片交互配置法を採用する。単一のEIシートには曲率がある。挿入時に曲率方向を一定に保つ。同じコイルへの複数回の挿入を比較すると、曲率方向が一致している場合、インダクタンスは比較的大きく、約18mHになることがわかる。一方、曲率方向が一致していない場合、インダクタンスは約15mHになる。したがって、挿入時に曲率方向を一定に保つ方法を使用することで、EとIシート間の微小なエアギャップの差異を手動で調整し、調整余裕または空間を提供し、より良いインダクタンスの一貫性を達成できる。
T1トランスを例にとると、T1の中心値は4.00Hに再設定され、トランスのインダクタンスの一貫性を中心値の±10%以内に制御する。さらに、出荷される各バッチのトランスのインダクタンスが新しく設定された中心値と基本上ほぼ一致することを確保する。
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