Покращення процесу для стабільного виробництва трансформаторів: Керування індуктивністю та оптимізація продуктивності
З урахуванням відсутності виробників таких трансформаторів на ринку, ми проектуємо їх власними силами. Ми надаємо технічні специфікації партнерам, вказуючи матеріали, такі як провод з емалевим покриттям для високих температур.
Електричні сигнали від інструментів для геологорозвідувальних робіт, переданих через ці трансформатори, впливають на надійність сигналів від пласту до поверхні. Тому покращення стабільності трансформаторів підвищує рівномірність сигналів, що сприяє точності інструментів для геологорозвідувальних робіт та нашій конкурентоспроможності на ринку.
Наші типові сигнальні трансформатори — EI-типу, з сердечниками з пермалю, який має високу проникність (40–80 μΩ·cm), металевою оболонкою та заповненням силиконом. Стабільність трансформатора залежить як від проектування, так і від виробництва. Для трансформаторів T1, низький попит призводить до ручного виробництва, що викликає проблеми з якістю. Попередні партії показали погану стабільність індуктивності (±30% від центрального значення, що змінюється від партії до партії), що заважає налагодженню схеми та точності кінцевого продукту.
1 Аналіз факторів процесу, що впливають на стабільність
Для вирішення несправностей в роботі трансформатора, спричинених ручними операціями та малими партіями, потрібно зосередитися на покращенні процесів. Виробництво трансформаторів охоплює багато галузей, а матеріали, які мають провідні, магнітні та ізоляційні властивості, мають сильно змінні характеристики, що робить контролювання складним. Шляхом дослідження ринку та аналізу даних про матеріали, розроблено причинно-наслідкову діаграму для центральних значень трансформатора та стабільності, яка представлена нижче:
1.1 Аналіз процесу виробництва трансформаторів EI-типу
Окрім загальних характеристик процесу виробництва трансформаторів, унікальні властивості трансформаторів EI-типу вимагають комплексного аналізу 14 термінальних факторів, зображенних на рисунку 1. Основні фактори, що впливають на роботу, це:
Термічна обробка матеріалів з пермалю: через відсутність строгих процедур термічної обробки, малі партії виробництва призводять до операцій на основі досвіду для контролю температури, вирівнювання листів сердечника та вакууму в печі. Ці фактори критично впливають на очищення поверхні сплавного сердечника від забруднень та підвищення магнітних властивостей (наприклад, втрати від заліза, проникність).
Варіативність магнітних властивостей матеріалу: домашні сплави мають нестабільні властивості. Партії пермалю показують різні магнітні характеристики, що зменшує стабільність.
Зовнішній напруження на листах сердечника під час зборки: нерівномірне зовнішнє напруження під час зборки погіршує магнітні властивості (зазвичай >10% вплив). Вибір плоских листів сердечника та точна зборка підвищують стабільність.
1.2 Міри покращення процесу
На основі цих основних причин нестабільності індуктивності трансформаторів T1, впроваджуються ціленаправлені покращення процесу.
2 Міри покращення процесу та їх реалізація
2.1 Оператори строго контролюють процес термічної обробки
Перед термічною обробкою, розташуйте листи сердечника з пермалю аккуратно та якомога плоско, щоб вони не згинулися після обробки, зменшуючи напруження під час зборки. Одночасно перевірте листи сердечника на наявність заусенців після штампування, але перед термічною обробкою. Якщо заусенці серйезні, запропонуйте ремонт перед термічною обробкою.
Строго дотримуйтесь кривої на рисунку 2 для термічної обробки. Рівномірно підвищуйте температуру протягом 3 годин, поки температура печі не досягне 1150°C, тримайте температуру 4 години, а потім за 5 годин охолоджуйте до 400°C, після чого вийміть листи з печі.
Строго дотримуйтесь оригінальних вимог до вакуумного тиску. Використовуйте комбінований вакуумний відомий SG-3 для вакуумування, досягаючи вакууму 10-20 Па.
2.2 Виберіть 3–5 партій матеріалів для листів сердечника, обробіть їх окремо та порівняйте продуктивність
Висновок: Порівнюючи вищезазначені дані, листи сердечника з пермалю, оброблені в 3 прогонах, показують практично однакову продуктивність, задовольняючи вимогу бути в межах ±10% від центрального значення 4H.
Тестові дані для готових трансформаторів перед зборкою корпуса: Частота = 1 кГц (тестер HP4225LCR). Виміряйте намотку L1-2 (H) при 20°C (комнатная температура). Конкретні дані наступні:
Після тестування, дані трансформатора фактично не змінюються після пропитки.
2.3 Налаштування стабільності індуктивності
Використовується метод чергування одинарних листів. Одинарний лист EI має кривизну. Під час вставляння збережіть напрям кривизни. Порівнюючи кілька вставок в одну катушку, виявлено, що коли напрям кривизни є однаковим, індуктивність є відносно більшою, приблизно 18 мГн. Навпаки, якщо напрям кривизни не є однаковим під час вставляння, індуктивність становить приблизно 15 мГн. Тому, використовуючи метод збереження однакового напряму кривизни під час вставляння, можна вносити коригування до індуктивності, вручну регулюючи невеликі відмінності в повітряному зазорі між E та I листами, що дає можливість регулювання або простору, і таким чином досягається краща стабільність індуктивності.
Наприклад, для трансформатора T1, центральне значення T1 визначено заново як 4.00 Гн, контролюючи стабільність індуктивності трансформатора в межах ±10% від центрального значення. Крім того, практично забезпечується, що індуктивність кожного партії трансформаторів, що виходять з заводу, є практично однаковою з ново визначеним центральним значенням.
