Verbetering van het productieproces voor consistente transformatormanufacturing: Inductance controle & prestatieoptimalisatie
Gezien het gebrek aan fabrikanten van dergelijke transformatoren op de markt, ontwerpen we ze in huis. We verstrekken technische specificaties aan partners, waarin materialen zoals hoge-temperatuur vernikkelde draden worden gespecificeerd.
Elektrische signalen van downhole logging instrumenten, overgedragen via deze transformatoren, beïnvloeden de betrouwbaarheid van formatie-naar-oppervlakte signalen. Verbetering van de consistentie van de transformatoren verhoogt de uniformiteit van de signalen, wat de nauwkeurigheid van de logging instrumenten en onze marktcompetitiviteit versterkt.
Onze gangbare signaaltransformatoren zijn van het EI-type, met kernen van 40-80 μΩ·cm hoogpermeabele permalloy, metalen behuizing en siliconen ingebed. De consistentie van de transformatoren is afhankelijk zowel van het ontwerp als van de productie. Voor T1 transformatoren, waarbij de vraag laag is, wordt handmatige productie toegepast, wat leidt tot kwaliteitsproblemen. Eerdere batches toonden een slechte consistentie van de inductie (±30% van de centrale waarde, variërend per batch), wat het circuitdebuggen en de nauwkeurigheid van het eindproduct bemoeilijkte.
1 Analyse van Procesfactoren die Consistentie Beïnvloeden
Om de onregelmatigheden in de prestaties van de transformatoren te verhelpen, veroorzaakt door handmatige operaties en kleine productiebatches, moeten inspanningen gericht zijn op verbeteringen in het proces. De vervaardiging van transformatoren omvat meerdere disciplines, waarbij geleidende, magnetische en isolerende materialen zeer variabele eigenschappen hebben, waardoor controle moeilijk is. Door marktonderzoek en materiaaldata-analyse is een oorzaak-gevolgdiagram voor de centrale waarden en consistentie van transformatoren ontwikkeld:
1.1 Analyse van het Productieproces van EI-type Transformatoren
Naast algemene overeenkomsten in het transformerproces vereisen de unieke kenmerken van de EI-type transformatoren een grondige analyse van 14 terminale factoren in Figuur 1. De belangrijkste factoren die de prestaties beïnvloeden zijn:
Verhitte Behandeling van Permalloy Materialen: Gebrek aan strikte verhitte behandelingen leidt bij kleine productiebatches tot ervaringsgebaseerde operaties voor temperatuurregeling, uitlijning van kernplaten en vacuüm in de oven. Deze factoren beïnvloeden cruciaal de verwijdering van verontreinigingen van de oppervlakken van de legerslede kernen en de verbetering van de magnetische eigenschappen (bijvoorbeeld ijzerverlies, permeabiliteit).
Variabiliteit van Materiaalmagnetische Prestaties: Thuislandse legermaterialen hebben onstabiele eigenschappen. Batches permalloy tonen verschillen in magnetische prestaties, wat de consistentie vermindert.
Montage Stress op Kernplaten: Ongelijke externe spanning tijdens de montage degradeert de magnetische prestaties (typisch >10% impact). Het selecteren van platte kernplaten en nauwkeurige montage verbetert de consistentie.
1.2 Maatregelen voor Procesverbetering
Op basis van deze hoofdoorzaken van de inconsistentie in de inductie van T1 transformatoren, worden gerichte processen verbeterd.
2 Maatregelen voor Procesverbetering en Implementatie
2.1 Operators Strenge Controle op het Verhitte Behandelingproces
Vóór de verhitte behandeling rangschik de permalloy kernplaten netjes en zo plat mogelijk, zodat ze na de behandeling niet buigen, waardoor de spanning tijdens de montage verminderd. Tevens controleren op ruwe randen op de kernplaten na stansen vóór de verhitte behandeling. Als de ruwe randen ernstig zijn, stelt u eerst herstel voor voordat de verhitte behandeling plaatsvindt.
Volg strikt de curve in Figuur 2 voor de verhitte behandeling. Verhoog de temperatuur gelijkmatig gedurende 3 uur tot de ovengrootte 1150°C bereikt, houd de temperatuur 4 uur vast, daarna koel af naar 400°C gedurende 5 uur voordat de platen uit de oven worden gehaald.
Houd u strikt aan de oorspronkelijke processenvereisten voor vacuümdruk. Gebruik een SG-3 samengestelde vacuümmeter om te evacueren, bereik een vacuümniveau van 10-20 Pa.
2.2 Selecteer 3-5 Batches Kernplaatmateriaal, Bewerk Ze Apart en Vergelijk Prestaties
Conclusie: Bij vergelijking van de bovenstaande gegevens tonen de in 3 runs bewerkte permalloy kernplaten in principe consistente prestaties, voldoende aan de eis binnen ±10% van de 4H centrale waarde.
Testgegevens voor voltooide transformatoren vóór de behuizing: Frequentie = 1 kHz (HP4225LCR tester). Meet winding L1-2 (H) bij 20°C (kamertemperatuur). Specifieke gegevens zijn als volgt:
Na testen blijven de transformatorgegevens in wezen onveranderd na impregnatie.
2.3 Aanpassing van Inductieconsistentie
Een enkelbladige interleave methode wordt toegepast. Een enkel EI-blad heeft een kromming. Tijdens de invoeging moet de krommingrichting consistent worden gehouden. Door meerdere invoegingen in dezelfde spoel te vergelijken, wordt gevonden dat wanneer de krommingrichting consistent is, de inductie relatief groter is, ongeveer 18 mH. Daarentegen, als de krommingrichting tijdens de invoeging niet consistent is, is de inductie ongeveer 15 mH. Dus door de methode van consistent houden van de krommingrichting tijdens de invoeging kan de inductie fijn worden afgestemd door handmatig de kleine verschillen in de luchtgaps tussen E en I bladen te regelen, waardoor een aanpassingsruimte of -ruimte wordt gecreëerd, en aldus een betere inductieconsistentie wordt bereikt.
Met de T1 transformer als voorbeeld, wordt de centrale waarde van T1 opnieuw bepaald als 4,00 H, met de inductieconsistentie van de transformer binnen ±10% van de centrale waarde. Bovendien wordt in wezen gewaarborgd dat de inductie van elke batch transformatoren die de fabriek verlaat, in wezen consistent is met de nieuw bepaalde centrale waarde.
