Еластичний магнітодіелектрик

Изобретение относится к электротехнике, конкретно - к магнитосопрягаемым элементам различных электротехнических изделий (трансформаторы, составные магнитопроводы, электрические машины, магнитные шунты, экраны и др.). Известен магнитодизлектрический материал [1] на основе ферромагнитного порошка с органической связкой, в качестве которой служат эпоксидные смолы и фурановоацетонный мономер, а отвердителями являются эфирофталевая кислота и гексаметилендиамин. Недостатком данного материала на стадии технологической переработки является очень жесткая структура, которая затем в эксплуатации приводит из-за его деструкции при работе в сильных магнитных полях и при высокой температуре к изменению с течением времени магнитных характеристик и геометрических размеров, что в конечном итоге лишает этот материал своих функциональных свойств, Следовательно, стыковые прокладки в магнитопроводах трансформаторов и други х изделий из этого материала применять нецелесообразно, Кроме этого, этот материал не обладает необходимой эластичностью, не заполняет все пустоты в стыках магнитопроводов, трескается, при этом нарушается сплошность стыка, что приводит к образованию воздушных зазоров и увеличению намагничивающего тока в катушках магнитопровода. Известен более близкий по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому магнитодиэлектрик [2], у которого в качестве связующего использован диметилполиорганосилоксан, технологическими наполнителями являются тальк молотый, слюда молотая и белая сажа при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.: Недостатком указанной композиции является низкая механическая прочность и невозможность получения значения магнитной проницаемости более 5,5 ч.то снижает эксплуатационные характеристики электрических машин и аппаратов. Магнитодиэлектрик по авт. св. СССР №1070613 может служить в качестве прототипа и базового объекта для предлагаемого изобретения. Цель изобретения - повышение магнитной проницаемости и механической прочности магнитодиэлектрика при обеспечении требуемой эластичности. Проставленная цель достигается тем, что предлагаемый магнитодиэлектрик содержит: функциональный наполнитель -железный порошок; связующее - диметилполиорганосилоксан, технологический наполнитель керамические микросферы; добавки поверхностно-активного вещества, например, лаурата калия и катализатора -оловоорганических соединений, при следующи х соотношениях компонентов, мас.ч.: Введение в связующее ПАВ приводит к уменьшению конгломератов железного порошка, увеличивает эффективную поверхность "смачивания" его связующим и тем самым создает возможность для увеличения содержания магнитной основы к магнитодиэлектрике, что приводит к повышению магнитной проницаемости. Микросферы, являющиеся продуктом шлакообразования после сгорания углей в котлах ГРЭС и представляющие собой аморфные соединения, содержащие нитриды кремния и углерода, которые способствуют низкой плотности и развитой поверхности, препятствуют седиментации железного порошка, что обеспечивает его равномерное распределение по толщине магнитодиэлектрика и необходимую эластичность. Сравнительный анализ показал, что предлагаемый в данной заявке магнитодиэлектрик удовлетворяет критериям существенных отличий и новизны. Изделия для магнитосопрягаемых элементов, например, прокладок для стыковых трансформаторов готовят следующим образом. В полиметилорганосилоксан вводят в указанных массовых частя х П АВ и микросферы. Смесь тщательно перемешивают и вводят порциями (для облегчения получения гомогенности) железный порошок, например, марки ПЖЭ. После получения однородной смеси вводят оловоорганические соединения, являющиеся отвердителем и инициатором отверждения (вулканизации). Подложка из стеклоткани укладывается на выстланное антиадгезионной, например, лавсановой пленкой дно прессформы, на нее подается необходимое количество смеси, сверху накрывается верхней частью пресс-формы, которая также изолируется пленкой. Двухстворчатая пресс-форма размещается между плитами пресса, где и формируется заданной толщины пленка. Аналогичным является способ формования прокладок и других изделий при пропускании магнитной смеси на антиадгезионных подложках через зазор между вальцами. Вальцеванием достигается необходимая толщина пленки или прокладки, а затем отверждение происходит при размещении полученных заготовок на плоских горизонтальных поверхностях. Отверждение магнитодиэлектрика при температуре 20±5°С происходит в течение 6-7 часов. Для получения эластичного магнитодиэлектрика используют железный порошок с размером частиц 60100 мкм и микросферы диаметром 100-300 мкм. Использование предлагаемого магнитодиэлектрика в качестве магнитосопрягаемых прокладок существенно улучшает энергетические и магнитные характеристики изделий. В табл.1 приведены компонентные составы предлагаемых магнитодиэлектриков, в табл.2 - основные параметры магнитодиэлектриков и характеристики устройств, в которых они испытывались. В сравнении с прототипом и базовым объектом предлагаемый магнитодиэлектрик обладает повышенной магнитной проницаемостью, более высоким коэффициентом теплопроводности, значительно большей механической прочностью при обеспечении необходимой эластичности. Благодаря этому электротехнические устройства с такими прокладками обладают улучшенным теплоотводом и пониженной температурой обмоток. При этом, как показали опыты, в трансформаторах в 1,52,5 раза уменьшается намагничивающая мощность, а из-за снижения джоулевых потерь в обмотках (вследствие снижения нагрева) КПД повышается на 0,2-0,3%, т.е. в среднем на 0,25%. Кроме этого, учи тывая, что механическая прочность компаунда на разрыв по примерам 1-3 выше по сравнению с прототипом и базовым объектом на 60-80%, исключается преждевременное разрушение прокладок, что приводит к увеличению ресурса работы электроустройства в 1,3-1,6 раза. В целом повышенные удельные электросопротивления и магнитная проницаемость позволяют не только повысить КПД устройства, но снизить в два с лишним раза реактивную мощность, например, трансформатора ТРМК. Это снижает расход ампервитков, приводит к экономии медных проводов, на 20-30% увеличивает диапазон плавного регулирования. Все вместе взяток существенно улучшает те хнико-экономические показатели электроизделий.