Сердечник с изоляцией торцевых поверхностей и способ обработки торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия

Сердечник с изоляцией торцевых поверхностей и способ обработки торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к сердечнику с торцевыми поверхностями, полученными в результате резки, штампования и тому подобного листовой магнитной стали с нанесением изоляционного покрытия с чрезвычайно высокими изоляционными свойствами, сцепляемостью и коррозионной стойкостью, и к способу обработки сердечника с получением изоляции.

Кроме этого, настоящее изобретение относится к сердечнику электрических устройств, на который нанесены в виде покрытия и осаждены кремнийорганические соединения, имеющие связи Si-O, для того чтобы улучшить технические характеристики и предотвратить возникновение коротких замыканий, к способу его изготовления, к электрическому устройству, функционирующему при высоких температурах, и к способу его изготовления.

Здесь термин «трансформатор» означает электрическое устройство, которым являются сердечник электродвигателя, генератор и трансформатор в широком контексте стационарных устройств, изготавливаемых посредством укладки в стопку или намотки магнитного материала, включая устройства с высокочастотным диапазоном регулирования напряжения. «Магнитный материал» обозначает листовую текстурированную магнитную сталь, листовую нетекстурированную магнитную сталь, аморфный металл, пермаллой и другие известные мягкие магнитные материалы, обладающие ферромагнетизмом, используемые для изготовления различных трансформаторов от крупногабаритных до малогабаритных.

Уровень техники

В случае использования листовой нетекстурированной магнитной стали для сердечника электродвигателя или стационарного устройства сердечник изготавливают в результате продольной резки рулона листовой магнитной стали, штампования с получением элементов заранее заданной формы, укладки заданного количества этих элементов в стопку и после этого скрепления их с использованием сварки, чеканки, сболчивания, зажимания лентой, опрессовки, склеивания и тому подобного. В случае использования сердечника трансформатора, изготовленного из листовой электротехнической стали с ориентированными зернами, рулон полосы подвергают продольной резке, разрезают или штампуют с получением предварительно заданной формы и после этого из данных листов с приданной им формой изготавливают сердечник с укладкой элементов в стопку или сердечник с намоткой элементов. Трансформаторы в основном подразделяются на три типа:

1) «трансформаторы с укладкой элементов в стопку» в основном от среднегабаритных до крупногабаритных с листовой текстурированной магнитной сталью, уложенной в стопку с получением сердечника;

2) малогабаритные «трансформаторы с намоткой элементов» с листовой текстурированной магнитной сталью или аморфным металлом, намотанными с получением сердечника;

3) «малогабаритные трансформаторы», включая импульсные источники питания, присоединяемые к устройствам, в основном с листовой нетекстурированной магнитной сталью, листовой текстурированной магнитной сталью, аморфным металлом и пермаллоем в качестве сердечников с укладкой элементов в стопку и с намоткой элементов (EI - образные сердечники и тому подобное).

Средне- и крупногабаритные трансформаторы, называемые «трансформаторами с укладкой элементов в стопку», из группы 1) представляют собой трансформаторы, используемые на подстанциях со сверхвысоким напряжением и на подстанциях в диапазоне от первичных до промежуточных. Их изготавливают посредством укладки в стопку листовой текстурированной магнитной стали и фиксации листов при помощи болтов и гаек или специальной ленты и в случае необходимости выполняют отжиг или наносят лаковое покрытие и присоединяют обмотки.

Малогабаритные трансформаторы, называемые «трансформаторами с намоткой элементов», из группы 2) являются малогабаритными трансформаторами, используемыми для распределения мощности, располагаемыми после промежуточных подстанций. Их собирают посредством намотки подвергнутой продольной резке листовой текстурированной магнитной стали и аморфного металла до получения предварительно заданного размера, придания изделию формы, последующего отжига для снятия напряжений, снова придания формы и последующей намотки проводников.

EI - сердечники и другие малогабаритные трансформаторы, присоединенные к электрическим устройствам, из группы 3) не ограничиваются листовой текстурированной магнитной сталью и в данном случае также можно использовать и листовую нетекстурированную магнитную сталь. Их изготавливают в результате резки или штампования листа до получения заранее заданных размеров с последующей укладкой в стопку. Иногда их также изготавливают посредством намотки.

Приведенные выше различия специфичны для Японии. В других странах, в особенности в Европе, отсутствует группа 2) в данной классификации. Она рассматривается в качестве малогабаритного варианта трансформаторов группы 1) в данной классификации.

Для того чтобы обеспечить высокий коэффициент полезного действия, во всех трансформаторах в качестве материала сердечника обычно используют главным образом листовую магнитную сталь или аморфный металл.

В группе данных материалов при помощи сталеплавильного агрегата изготавливают листовую магнитную сталь. Конечной формой в сталеплавильном агрегате обычно является листовая сталь в рулонах с толщиной в диапазоне от 0,20 до 0,70 мм. Ее подвергают продольной резке до получения необходимой ширины, после этого дополнительно режут на необходимую длину с получением конечных размеров.

Лицевую поверхность листа магнитной стали обычно обрабатывают, нанося на нее изоляционное покрытие. Нанесение лакового покрытия и воронение производят с целью улучшения коррозионной стойкости и изоляционных свойств торцевых поверхностей сердечника (поверхностей, полученных в результате штампования, резки и тому подобного). Изоляционное покрытие на лицевой поверхности листов магнитной стали, использованных таким образом, оказывает влияние на коррозионную стойкость, штампуемость, свариваемость и изоляционные свойства. В частности, были выполнены обширные исследования, касающиеся улучшения изоляционных свойств, с точки зрения улучшения изоляции между стальными листами в момент их укладки в стопку для того, чтобы подавить увеличение потерь в железе вследствие потерь от вихревых токов.

В прошлом в качестве агента для нанесения изоляционного покрытия на лицевую поверхность листов стали в случае листовой электротехнической стали с ориентированными зернами использовали агент органического типа, а в случае листовой нетекстурированной электротехнической стали использовали агенты неорганического типа, органического типа и композитного неорганически-органического типа. Для листовой электротехнической стали с ориентированными зернами требуется превосходная термостойкая изоляционная пленка вследствие наличия соединительной пленки форстерита, образующейся на поверхности листовой стали во время отжига для вторичной рекристаллизации, и поэтому для обеспечения схватывания намотки и для снятия напряжений необходимо провести обработку термической правкой при 800-900°С. В дополнение к этому для листовой электротехнической стали с ориентированными зернами отмечается значительное улучшение потерь в железе и магнитной деформации под действием натяжения соединительной пленки. Как уже упоминалось выше, агент для нанесения покрытия органического типа не пригоден в качестве изоляционного покрытия в случае листовой электротехнической стали с ориентированными зернами. В общем случае покрытие неорганического типа будет отличаться лучшими термостойкостью и свариваемостью, но будет хуже в отношении штампуемости. С другой стороны, органическое покрытие будет лучше в отношении штампуемости и сцепляемости, но оно уступает в термостойкости и свариваемости. В последние годы для устранения обоих дефектов в широкое использование вошли композитные покрытия неорганически-органического типа, способные обеспечивать эксплуатационные свойства, попадающие в промежуток, ограниченный свойствами обоих покрытий. Однако при наличии только изоляционного покрытия, образованного в момент изготовления листовой стали, изоляционные свойства оказываются недостаточными или же, в случае включения стадии отжига, изоляционные свойства значительно ухудшаются, так что необходимым становится лаковое покрытие или другая изоляция.

В частности, в последние годы было обнаружено, что изоляция на торцевых поверхностях сердечника, изготовленного штампованием или резкой, оказывает значительное влияние на коэффициент полезного действия сердечника. Отмечается нарастающая потребность в разработке лучше подходящей для использования в промышленности методики обработки торцевых поверхностей сердечников. Однако при использовании способа обработки торцевых поверхностей сердечников с получением изоляции, в общем случае применявшегося в прошлом, при значительной эффективности в отношении улучшения коррозионной стойкости или изоляционных свойств сцепляемость, прочность покрытия и изоляционные свойства оказывались недостаточными.

Например, воронение приводит в результате к получению не только плохих изоляционных свойств и коррозионной стойкости, но также и плохой устойчивости и ведет к значительному увеличению затрат на стадии термической обработки.

Кроме этого, обработка органическим соединением или лаком, содержащим в основном органическое соединение, эффективна сама по себе для коррозионной стойкости и изоляционных свойств, но недостаточна для сцепляемости, прочности покрытия, изоляционных свойств и термостойкости. В частности, проблема плохой смачиваемости означает то, что в качестве предварительной обработки требуется очищение или отжиг. Кроме этого, это не годится также и с точки зрения термостойкости, если способ изготовления сердечника будет включать литье алюминия под давлением или другую термическую обработку.

Кроме этого, обработка с получением фосфатного или другого изоляционного покрытия неорганического типа, подобно обработке с получением покрытия органического типа и полуорганического типа, требует проведения предварительной обработки и требует проведения высокотемпературной сушки. И в отношении эксплуатационных свойств покрытий также имеются проблемы, заключающиеся в том, что нанесение толстого покрытия затруднительно, сцепляемость плохая, изоляционное покрытие отделяется в результате отжига и тому подобное. На данном предшествующем уровне техники имелось много проблем с точки зрения рабочей среды и эффективности и желательно дополнительное улучшение.

Кроме этого, в качестве изоляторов используют ламинаты фенолоальдегидной смолы, ламинаты кремнийорганической смолы, формованные продукты на основе фенола и другие изоляционные материалы на основе синтетических смол, но покрытия из них на торцевые поверхности сердечников наносят не непосредственно, а в результате намотки или приклеивания в виде готовых изделий и поэтому они не могут предотвратить ухудшения изоляционных свойств вследствие наличия на торцевых поверхностях заусенцев и тому подобного.

Кроме этого, в последние годы также стали выпускаться и трансформаторы, в которых в качестве материала сердечников используется аморфный металл, но при изготовлении трансформаторов вследствие «слабой жесткости» в момент «вставления (стягивания) сердечника» производят временную фиксацию, приводящую к «разрыву» аморфной фольги. Необходимы меры по предотвращению данного «разрыва». Сердечники полностью собранных трансформаторов в основном погружены в масло, но временная фиксация и фиксирующий раствор, используемые для предотвращения данного «разрыва», должны быть маслостойкими. Существуют внутренние ограничения для свойств, достижения которых добиваются с точки зрения эффективности работы и здоровых условий труда.

В качестве электрических устройств существуют электродвигатели, пускатели, генераторы, трансформаторы, реакторы и другие электромагнитные устройства или нагреватели и тому подобное. Электромагнитные устройства в общем случае состоят из проводников для прохождения тока и магнитного контура для прохождения магнитного потока.

Для достижения высокой величины отдаваемой мощности электромагнитного устройства через проводники пропускают ток большой величины. Однако, если через проводники пропускать большой ток, проводники или периферийные материалы нагреваются, электрическая изоляция проводников или магнитных материалов разрушается и возникают проблемы с фиксацией элементов устройств.

В магнитном контуре используются сердечник и ярмо. Большинство используемых сердечников представляют собой стопки листовой магнитной стали. Для соединения воедино сердечников с укладкой элементов в стопку часто используют чеканку, сварку, скрепление болтами и тому подобное. В случае чеканки и сварки между уложенными в стопку слоями возникают электрические контуры короткого замыкания. В случае намагничивания переменным током появляется ток короткого замыкания и возникает ухудшение эксплуатационных свойств устройства. Поэтому для соединения элементов воедино между листами магнитной стали иногда проводят опрессовку или склеивание. Однако в случае опрессовки или склеивания использование при высоких температурах становится невозможным.

В нагревателе нагревательный элемент фиксируют и изолируют керамическим или другим элементом, способным противостоять воздействию высокой температуры. Данная фиксация частична. Для процесса сборки требуются время и труд, а иногда вследствие частичности фиксации проблемами становятся шум и вибрация. В случае склеивания возможна полная фиксация. Если изоляцию можно было бы надежно закрепить, то способ стал бы простым и возможной стала бы также и автоматизация, но в настоящее время не существует способа склеивания, делающего возможным использование при высокой температуре.

Описание изобретения

Целью настоящего изобретения является создание способа чрезвычайно быстрого и простого нанесения покрытия на торцевые поверхности сердечника как новой технологии обработки торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия вместо обычно применяемых нанесения лакового покрытия, воронения и другой термической обработки вследствие наличия многих проблем в отношении сцепляемости, изоляционных свойств, коррозионной стойкости, термостойкости и эффективности работы изоляционного покрытия после отверждения при нагревании при обычно используемой обработке с получением изоляционного покрытия на основе воронения и нанесения лакового покрытия для улучшения коррозионной стойкости и изоляционных свойств торцевых поверхностей сердечников.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание электрического устройства и способа его изготовления, дающего возможность его эксплуатации при высоких температурах.

И еще одной целью настоящего изобретения является создание элемента электрического устройства, в котором подавляется возможность возникновения короткого замыкания электрических контуров и деформации во время его сборки и обладающего улучшенной поверхностью, а также обеспечение простого способа его сборки.

Согласно одному из объектов заявленного изобретения предложен сердечник, имеющий изоляцию на торцевых поверхностях, при этом торцевые поверхности сердечника обработаны с получением изоляционного покрытия со средней толщиной соединительной пленки, по меньшей мере, равной 0,5 мкм, содержащего, по меньшей мере, 30% масс. кремнийорганического соединения, превращенного в SiO₂.

Сердечник предпочтительно имеет среднюю толщину соединительной пленки упомянутого изоляционного покрытия, равную 2 мкм, и ее пробивное напряжение, по меньшей мере, равно 30 В.

Сердечник предпочтительно имеет упомянутое изоляционное покрытие, обладающее термостойкостью на воздухе, соответствующей, по меньшей мере, 400°С × 1 час.

В сердечнике согласно изобретению упомянутое кремнийорганическое соединение предпочтительно представляет собой высушенное покрытие, содержащее один или несколько типов кремнийорганической смолы, силиката щелочного металла, коллоидного кремнезема, стеклообразной фритты с низкой температурой плавления, чистого кремнийорганического полимера, содержащего соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R¹)_nSi(X¹)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, модифицированного кремнийорганического полимера, содержащего соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R³)_nSi(X²)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R³ представляет собой органическую функциональную группу, отличную от алкильной группы или фенильной группы, причем несколько R³ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X² представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R⁴), где R⁴ представляет собой алкильную группу, причем несколько R⁴ могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, и смешанного кремнийорганического полимера, полученного в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов соединений, описываемых формулой (R¹)_nSi(X₁)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, и причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, и одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R³)_nSi(X²)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R³ представляет собой органическую функциональную группу, отличную от алкильной группы или фенильной группы, причем несколько R³ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X² представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R⁴), где R⁴ представляет собой алкильную группу, и причем несколько R⁴ могут быть различными в случае n=0, 1 или 2.

В сердечнике согласно изобретению упомянутый чистый кремнийорганический полимер предпочтительно представляет собой соединение, в котором количество углеродных атомов в алкильных группах R¹ и R² не превышает 4, и его получают в результате реакции гидролиза и реакции частичной дегидратационной конденсации одного или нескольких веществ, выбираемых из тетраметоксисилана, тетраэтоксисилана, тетраизопропоксисилана, тетрабутоксисилана, монометилтриметоксисилана, монометилтриэтоксисилана, монометилтриизопропоксисилана, монометилтрибутоксисилана, моноэтилтриметоксисилана, моноэтилтриэтоксисилана, моноэтилтриизопропоксисилана, моноэтилтрибутоксисилана, диметилдиметоксисилана, диметилдиэтоксисилана, диэтилдиметоксисилана, диэтилдиэтоксисилана, фенилтриметоксисилана, дифенилдиметоксисилана, фенилтриэтоксисилана и дифенилдиэтоксисилана, и упомянутый модифицированный кремнийорганический полимер предпочтительно представляет собой одно или несколько соединений, выбираемых из акрилмодифицированного кремнийорганического полимера, алкидмодифицированного кремнийорганического полимера, акрилмодифицированного кремнийорганического полимера на основе сложного полиэфира, эпоксимодифицированного кремнийорганического полимера, аминомодифицированного кремнийорганического полимера, винилмодифицированного кремнийорганического полимера и фтормодифицированного кремнийорганического полимера.

В сердечнике согласно изобретению элемент металла или элемент полуметалла М в упомянутом изоляционном покрытии, отличный от кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), серы (S) и фтора (F), в основном представляет собой кремний (Si), и упомянутый Si в основном присутствует в форме, имеющей связь Si-О, и тем, что упомянутый М, отличный от Si, представляет собой один или несколько элементов, выбираемых из Li, Na, К, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Ti, Zr, Nb, В, Al, Ge, Sn, P, Sb и Bi.

В сердечнике согласно изобретению полная массовая доля Si, Li, Na, К, Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Ti, Zr, Nb, B, Al, Ge, Sn, P, Sb и Bi в отношении к полной массе элементов в упомянутом изоляционном покрытии, отличных от кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), серы (S) и фтора (F) предпочтительно, по меньшей мере, равна 90 массовым частям, при этом массовая доля Si в отношении к полной массе элементов в упомянутом изоляционном покрытии, отличных от О, С, Н, N и S, по меньшей мере, равна 50 массовым частям.

Сердечник предпочтительно имеет тело из листовой нетекстурированной магнитной стали.

Другим объектом заявленного изобретения является сердечник трансформатора, включающий изоляционное покрытие, содержащее чистый кремнийорганический полимер на торцевых поверхностях и на лицевых поверхностях уложенных в стопку стальных листов магнитного материала.

Еще одним объектом заявленного изобретения является сердечник трансформатора, содержащий проводники в сердечнике, состоящем из уложенных в стопку магнитных материалов, и изоляционное покрытие, состоящее из чистого кремнийорганического полимера, на поверхностях магнитных материалов и проводников и в промежутках между ними.

В сердечнике трансформатора согласно изобретению изоляционное покрытие характеризуется средней толщиной соединительной пленки предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 100 мкм и пробивным напряжением, по меньшей мере, равным 30 В.

Еще одним объектом заявленного изобретения является магнитный элемент для электромагнитного устройства, содержащий множество частей из магнитного материала по существу с одинаковой формой, полученной в результате штампования, уложенных в стопки и соединенных друг с другом посредством кремнийорганического полимера, при этом соединение выполнено без образования локальных деформации и/или напряжения в частях из магнитного материала.

Магнитный элемент предпочтительно включает сердечник якоря, состоящий из множества сегментированных элементов.

Еще одним объектом заявленного изобретения является электрическое устройство, функционирующее при высоких температурах, содержащее проводники или проводники и магнитные материалы, соединенные друг с другом при обеспечении электрической изоляции между примыкающими элементами одинакового или различного типа с использованием в качестве раствора, проявляющего способность взаимно фиксировать и удерживать примыкающие элементы после нанесения покрытия и проведения сушки между примыкающими элементами и обладающего способностью фиксировать и соединять элементы воедино даже при высокой температуре, превышающей 200°С, чистого кремнийорганического полимера, состоящего из соединения, полученного в результате реакции гидролиза и частичной дегидратационной конденсации одного или нескольких чистых кремнийорганических полимеров, описываемых формулой (R¹)_nSi(X¹)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, и причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 2.

Еще одним объектом заявленного изобретения является способ изготовления сердечника и обработки торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия, включающий при изготовлении сердечника штампование или резку материала с получением предварительно заданных форм, укладку его в стопку и фиксацию, предпочтительно проведение его отжига, обработку торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия и высушивание покрытия и/или его отверждение при нагревании, при этом обработка торцевых поверхностей сердечника с получением изоляционного покрытия отличается использованием в качестве агента для обработки с получением изоляционного покрытия одного или нескольких типов кремнийорганической смолы, силиката щелочного металла, коллоидного кремнезема, стеклообразной фритты с низкой температурой плавления, золя чистого кремнийорганического полимера, содержащего раствор, включающий соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R¹)_nSi(X¹)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, и причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, золя модифицированного кремнийорганического полимера, содержащего раствор, включающий соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R³)_nSi(X²)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R³ представляет собой органическую функциональную группу, отличную от алкильной группы или фенильной группы, причем несколько R³ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X² представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R⁴), где R⁴ представляет собой алкильную группу, и причем несколько R⁴ могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, и золя смешанного кремнийорганического полимера, содержащего раствор, включающий соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции дегидратационной конденсации одного или нескольких типов соединений, описываемых формулой (R¹)_nSi(X¹)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, и причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 1, и одного или нескольких типов веществ, описываемых формулой (R³)_nSi(X²)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R³ представляет собой органическую функциональную группу, отличную от алкильной группы или фенильной группы, причем несколько R³ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом Х² представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R⁴), где R⁴ представляет собой алкильную группу, и причем несколько R⁴ могут быть различными в случае n=0, 1 или 2, для нанесения путем погружения и/или распыления, и/или нанесения кистью с получением после высушивания и/или отверждения при нагревании средней толщины соединительной пленки в диапазоне от 0,5 до 20 мкм.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника упомянутый золь чистого кремнийорганического полимера предпочтительно представляет собой соединение, в котором количество углеродных атомов в алкильных группах R¹ и R² не превышает 4, в том числе соединение, полученное в результате реакции гидролиза и реакции частичной дегидратационной конденсации одного или нескольких веществ, выбираемых из тетраметоксисилана, тетраэтоксисилана, тетраизопропоксисилана, тетрабутоксисилана, монометилтриметоксисилана, монометилтриэтоксисилана, монометилтриизопропоксисилана, монометилтрибутоксисилана, моноэтилтриметоксисилана, моноэтилтриэтоксисилана, моноэтилтриизопропоксисилана, моноэтилтрибутоксисилана, диметилдиметоксисилана, диметилдиэтоксисилана, диэтилдиметоксисилана, диэтилдиэтоксисилана, фенилтриметоксисилана, дифенилдиметоксисилана, фенилтриэтоксисилана и дифенилдиэтоксисилана, при этом упомянутый золь модифицированного кремнийорганического полимера представляет собой раствор, включающий одно или несколько соединений, выбираемых из акрилмодифицированного кремнийорганического полимера, алкидмодифицированного кремнийорганического полимера, акрилмодифицированного кремнийорганического полимера на основе сложного полиэфира, эпоксимодифицированного кремнийорганического полимера, аминомодифицированного кремнийорганического полимера, винилмодифицированного кремнийорганического полимера и фтормодифицированного кремнийорганического полимера.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника элемент металла или элемент полуметалла М в упомянутом изоляционном покрытии, отличный от кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), серы (S) и фтора (F), в основном представляет собой кремний (Si) и упомянутый Si в основном предпочтительно присутствует в форме, имеющей связь Si-О, при этом упомянутый М, отличный от Si, представляет собой один или несколько элементов, выбираемых из Li, Na, К, Mg, Са, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Ti, Zr, Nb, В, Al, Ge, Sn, P, Sb и Bi.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника полная массовая доля Si, Li, Na, К, Mg, Са, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Cu, Zn, Y, Ti, Zr, Nb, В, Al, Ge, Sn, P, Sb и Bi в отношении к полной массе элементов в упомянутом изоляционном покрытии, отличных от кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), серы (S) и фтора (F), предпочтительно, по меньшей мере, равна 90%, при этом массовая доля Si в отношении к полной массе элементов в упомянутом изоляционном покрытии, отличных от О, С, Н, N и S, по меньшей мере, равна 50%.

Способ обработки торцевых поверхностей сердечника предпочтительно включает дополнительное добавление к упомянутому агенту для обработки с получением изоляционного покрытия в качестве наполнителя от 0,1 до 50 массовых частей, в расчете на содержание твердой фазы, одного или нескольких соединений, выбираемых из частиц порошка неорганического оксида, коллоидной субстанции на основе неорганического оксида, частиц порошка органической смолы и раствора эмульсии органической смолы, на 100 массовых частей SiO₂ золя чистого кремнийорганического полимера, золя модифицированного кремнийорганического полимера и/или золя смешанного кремнийорганического полимера.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника предпочтительно используют в качестве упомянутых частиц неорганического порошка или коллоидной субстанции одно или несколько соединений, выбираемых из SiO₂, Al₂О₃, TiO₂, ZrO₂ и/или их композитов, с размером частиц в диапазоне от 7 до 5000 нм.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника предпочтительно используют в качестве упомянутых частиц порошка органической смолы или субстанции раствора эмульсии одно или несколько веществ, выбираемых из акрилатной, полистирольной, полиэтиленовой, полипропиленовой, полиамидной, поликарбонатной, полиуретановой, меламиноформальдегидной, фенолоальдегидной, эпоксидной смолы и/или их сополимеров, с размером частиц в диапазоне от 50 до 10000 нм.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника, в случае обработки торцевых поверхностей сердечника, предпочтительно наносят, по меньшей мере, два покрытия одно за другим с промежуточным высушиванием при температуре в диапазоне от комнатной до 300°С в течение, по меньшей мере, 30 секунд.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника, в случае неоднократного нанесения покрытий, предпочтительно наносят покрытия агентом для нанесения изоляционного покрытия, к которому добавляют и примешивают указанный наполнитель, посредством, по меньшей мере, одной обработки с нанесением покрытия так, чтобы после высушивания слоя, включающего упомянутый наполнитель, получить его толщину в диапазоне от 0,2 до 10 мкм, и наносят покрытия агентом для нанесения изоляционного покрытия, к которому наполнитель не добавляют и не примешивают, посредством, по меньшей мере, обработки для нанесения конечного покрытия так, чтобы получить совокупную среднюю толщину соединительной пленки агента для нанесения изоляционного покрытия в диапазоне от 0,5 до 20 мкм.

Согласно способу обработки торцевых поверхностей сердечника упомянутый сердечник предпочтительно выполнен из листовой нетекстурированной магнитной стали.

Еще одним объектом заявленного изобретения является способ изготовления сердечника трансформатора, в соответствии с которым наносят покрытия из чистого кремнийорганического полимера на торцевые поверхности или лицевую поверхность сердечника трансформатора, содержащего стопку магнитных материалов, и высушивают его с получением изоляционного покрытия.

Еще одним объектом заявленного изобретения является способ изготовления сердечника трансформатора, в соответствии с которым укладывают в стопку магнитные материалы, присоединяют проводники, после этого наносят изоляционное покрытие из органического соединения кремния и высушивают его для фиксации магнитных материалов и проводников.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора средняя толщина соединительной пленки нанесенного и высушенного изоляционного покрытия предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 100 мкм, а пробивное напряжение, по меньшей мере, равно 30 В.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора предпочтительно используют в качестве чистого кремнийорганического полимера соединение, относящееся к типу с отверждением при нагревании.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора предпочтительно проводят обработку с нанесением покрытия и высушиванием один или несколько раз при использовании, по меньшей мере, одного из методов, выбираемых из нанесения погружением, распылением и нанесением кистью, с использованием в качестве чистого кремнийорганического полимера одного или нескольких типов агентов, образованных в результате получения силана, описываемого общей формулой (R¹)_nSi(X¹)_4-n, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 3, R¹ представляет собой алкильную группу или фенильную группу, причем несколько R¹ могут быть различными в случае n=2 или 3, при этом X¹ представляет собой алкоксигруппу, представляющую собой Cl или O(R²), где R² представляет собой алкильную группу, и причем несколько R² могут быть различными в случае n=0, 1 или 2.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора чистый кремнийорганический полимер предпочтительно содержит, по меньшей мере, 50% Si(OX¹)₄ и R¹Si(OX²)₃.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора предпочтительно добавляют и примешивают в качестве частиц неорганического порошка или коллоидной субстанции, выступающих в роли добавки, от 0,1 до 50 массовых частей одного или нескольких соединений, выбираемых из SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂ и/или их композитов, в расчете на 100 массовых частей SiO₂, содержащихся в чистом кремнийорганическом полимере.

Согласно способу изготовления сердечника трансформатора температура высушивания чистого кремнийорганического полимера предпочтительно не превышает 200°С.

Еще одним объектом заявленного изобретения является способ соединения магнитных элементов электромагнитного устройства, содержащего множество частей из магнитного материала, включающий компоновку и сборку упомянутого множества частей из магнитного матер