Peningkatan Proses untuk Pengeluaran Trafo yang Konsisten: Kawalan Induktans & Optimalisasi Prestasi

Mengingat kurangnya pembuat transformator semacam itu di pasaran, kami merancangnya secara internal. Kami menyediakan spesifikasi teknis kepada mitra, menentukan bahan seperti kawat enamel suhu tinggi.

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

Transformator sinyal umum kami adalah jenis EI, dengan inti 40-80 μΩ·cm permalloy permeabilitas tinggi, berlapis logam dan dicetak 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 penyetelan rangkaian dan akurasi produk akhir.

1 Analisis Faktor Proses yang Mempengaruhi Konsistensi

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

1.1 Analisis Proses Manufaktur Transformator Jenis EI

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

• Pengolahan Panas Bahan Permalloy: Kurangnya proses pengolahan panas yang ketat, produksi dalam jumlah kecil menyebabkan operasi berdasarkan pengalaman untuk kontrol suhu, penyelarasan lembaran inti, dan vakum tungku. Faktor-faktor ini sangat mempengaruhi penghapusan impuritas 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 permalloy menunjukkan perbedaan kinerja magnetik, mengurangi konsistensi.

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

1.2 Tindakan Perbaikan Proses

Berdasarkan penyebab utama ketidakseragaman induktansi transformator T1, tindakan perbaikan proses yang ditargetkan dilaksanakan.

2 Tindakan Perbaikan Proses dan Implementasi
2.1 Operator Ketat Mengontrol Proses Pengolahan Panas

• Sebelum pengolahan panas, susun lembaran inti permalloy rapi dan sejajar mungkin agar tidak melengkung setelah diproses, mengurangi stres selama pemasangan. Sementara itu, periksa adanya sisik pada lembaran inti setelah pengepresan sebelum pengolahan panas. Jika sisik parah, usulkan perbaikan terlebih dahulu sebelum pengolahan panas.

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

• Ketat mengikuti persyaratan proses asli untuk tekanan vakum. Gunakan SG-3 gauge vakum komposit untuk evakuasi, 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 baku lembaran inti permalloy 1J85. Ambil sekitar 1.000 lembar (lembaran EI) per batch, tandai masing-masing dengan nomor tungku, lakukan pengolahan panas dalam 3 kali jalannya, dan lacak/rekam perbedaan kinerja. Gunakan HP4225LCR tester jembatan (frekuensi: 1 kHz) untuk mengukur induktansi (H) untuk kelompok L1-2. Data adalah sebagai berikut:

Kesimpulan: Membandingkan data di atas, lembaran inti permalloy yang diproses dalam 3 kali jalannya 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 baku berikutnya.

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

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

Setelah pengujian, data transformator tetap hampir tidak berubah setelah impregnasi.

2.3 Penyesuaian Konsistensi Induktansi

Metode interleaving single-sheet diterapkan. Sebuah lembaran EI tunggal memiliki kelengkungan. Selama penyisipan, pertahankan arah kelengkungan konsisten. Dengan membandingkan penyisipan berulang ke dalam koil yang sama, ditemukan bahwa ketika arah kelengkungan konsisten, induktansi relatif lebih besar, sekitar 18mH. Sebaliknya, jika arah kelengkungan tidak konsisten selama penyisipan, induktansi sekitar 15mH. Oleh karena itu, dengan menggunakan metode menjaga arah kelengkungan konsisten selama penyisipan, dapat dilakukan penyetelan halus induktansi dengan menyesuaikan perbedaan kecil dalam celah udara antara lembaran E dan I, memberikan ruang penyesuaian, dan karenanya mencapai konsistensi induktansi yang lebih baik.

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