CN102881414B - 一种带保护盒的应力敏感变压器铁芯及其无应力固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带保护盒的应力敏感变压器铁芯及其无应力固定方法。该带保护盒的应力敏感变压器铁芯包括保护盒和保护盒中的应力敏感变压器铁芯，所述的应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中且与无应力胶胶合连接，无应力胶再与保护盒内表面胶合连接。该无应力固定方法为往装有应力敏感变压器铁芯的保护盒中注入无应力胶，使应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中，应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触。利用本发明的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法固定的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，其应力敏感变压器铁芯是无应力固定，并且具有较强的抗冲击能力，从而保证磁性能的稳定，还可减少应力敏感变压器铁芯振动进而减少失真、降低损耗。

Description

一种带保护盒的应力敏感变压器铁芯及其无应力固定方法

技术领域：

本发明涉及一种变压器铁芯及其固定方法，具体涉及一种带保护盒的应力敏感变压器铁芯及其无应力固定方法。

背景技术：

玻莫合金、非晶合金等高导磁的铁基合金铁芯在目前应用得十分广泛，尤其是在现代通讯领域中，宽带小型变压器离不开玻莫合金、非晶（或微晶）铁基合金等高导磁合金的铁芯。但是这类高导磁合金有一个普遍的缺点，即对应力敏感，一旦受到应力，磁性能就会大幅降低。而在加工过程中，加工完成后的磁芯，必须经过严格的真空退火程序，消除内应力，才可保证磁性能。而且退火后的磁芯，还必须置于保护盒内，在运输、绕线等后续工艺中保护磁芯不受到外力作用，保证磁性能不会损失。而这些高导磁合金具有应力敏感这个共性，故而可以称为：应力敏感高导磁合金，而这些合金制成的变压器铁芯也因为具有应力敏感的共性，可以称为：应力敏感变压器铁芯。

这类铁芯传统上是使用保护盒，如图1所示，以圆形铁芯为例，保护盒1是上下两半1.1和1.2合起来的，形成一个中空的圆环，而圆环铁芯2就置于其内腔中。为了保证铁芯在空腔内固定不动，不会与保护盒内壁碰撞而受到应力，目前惯常的做法是在铁芯的上下各放置一片薄的软海绵垫3.1与3.2，而保护盒上下两半合拢时，海绵被压紧，从而以上下的压应力来固定铁芯，这样，铁芯除本身的重力外还受到一个压应力的固定力。

此方法简单易行，自玻莫合金开始应用以来，一直沿用至今，是高磁导合金铁芯即应力敏感铁芯的常见结构，几十年不变。

但是这种结构有以下缺陷：1、上下保护盒在合紧时压缩海绵的同时，应力敏感铁芯就受到了压应力，这个应力长期作用在应力敏感铁芯上，会带来磁性能的不断下降。2、为了减少应力敏感铁芯的磁性能下降，这个压力不能太大。但如此一来，在一些高冲击或振动的环境下应用时，传统结构固定的铁芯的固定度不够，铁芯可能在保护盒内腔内移动，并与保护盒内壁发生碰撞，而受到冲击应力，给磁性能带来不可预期的下降。

故此，现有技术实际上是处于两难境地：一方面是应力影响磁性能，固定力不可以太大。另一方面是固定力太小的话，会在实际使用中遇到抗冲击能力不够的问题，磁性能依然要下降。

而传统变压器工艺中对磁芯的处理工艺是浸（或灌）漆（或环氧树脂）等，可以有效地把叠片式或绕带式硅钢铁芯稳固的固定，填充并消除铁芯材料间的间隙，消除磁芯的振动，降低变压器的失真与损耗。但浸（或灌）漆或环氧的方法却无法应用于高导磁铁基合金类应力敏感合金铁芯上。问题就在于这类铁芯的应力敏感特性。而无论是漆或环氧胶，在干燥固化过程中会产生严重的形变内应力，用在高磁导铁基合金铁芯（应力敏感变压器铁芯）上会带来磁性能的巨大损失。

发明内容：

本发明的第一个目的是提供一种无应力固定、具有较强的抗冲击能力，从而保证应力敏感变压器铁芯的磁性能稳定，还可减少应力敏感变压器铁芯振动进而减少失真、降低损耗的带保护盒的应力敏感变压器铁芯。

本发明的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，包括保护盒和保护盒中的应力敏感变压器铁芯，其特征在于，所述的应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中且与无应力胶胶合连接，无应力胶与保护盒内表面胶合连接，应力敏感变压器铁芯、无应力胶及保护盒三者连为一体。

优选，所述的保护盒包括上半部和下半部，在上半部还设有注胶孔和排气孔，注胶孔和出气孔都与保护盒内腔相通。

优选，在所述的应力敏感变压器铁芯下部与所述的保护盒之间有软海绵垫。

所述的注胶孔和排气孔设于保护盒的上半部的同一侧面。

所述的无应力胶是指在固化过程中和固化后保持柔软，不产生形变及应力，这种无应力胶在非晶合金带材卷绕成铁芯的过程中已经开始部分应用，用于粘合带材和填充带材间的空隙，减小振动和噪音。在用于本发明的无应力胶还要求其对应力敏感变压器铁芯无腐蚀作用，即胶液或胶液固化过程中不会含有或产生与应力敏感变压器铁芯起化学反应的成分，如有些硅胶和乳胶就是这种无应力胶，具体如南大705硅胶或一些明胶类弹性胶体类胶或类似的阻尼胶类水溶性乳胶等，其对应力敏感变压器铁芯无腐蚀作用，在胶液固化过程中和固化后都无应力，能保持良好的弹性和柔软度。

本发明的第二个目的是提供应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法，其特征在于，往装有应力敏感变压器铁芯的保护盒中注入无应力胶，使应力敏感变压器铁芯被包裹于且胶合连接于无应力胶中，使应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触。

进一步优选，所述的保护盒包括上半部和下半部，在上半部的上表面还设有注胶孔和排气孔，注胶孔和出气孔都与保护盒内腔相通，在保护盒的下半部内腔的底部垫有海绵垫，然后再将应力敏感变压器铁芯置于其上，加上保护盒上半部，盖紧，应力敏感变压器铁芯位于保护盒内部空间的中心，与保护盒内表面具有一定的距离，然后再经注胶孔注入无应力胶，排气孔排出气体，直至应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中且与无应力胶胶合连接，使应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触，无应力胶与保护盒的内表面胶合连接。这样铁芯与保护盒间的间隙被无应力胶完全填充，应力敏感变压器铁芯表面与无应力胶胶合连接，保护盒内表面与无应力胶胶合连接，应力敏感变压器铁芯、无应力胶及保护盒三者连接为一个整体，应力敏感变压器铁芯除重力外不受其他固定应力。

所述的无应力胶优选为硅胶或乳胶，也可选用其它满足前述要求的无应力胶。

本发明可以根据应力敏感变压器铁芯的总质量大小和抗冲击能力的指标要求，具体选用无应力胶固化后的合适的硬度及厚度，以便给应力敏感变压器铁芯提供合适的抗冲击缓冲力，以耐受规定的冲击加速度。

本发明将应力敏感变压器铁芯包覆于无应力胶中，无应力胶与保护盒的内表面胶合连接，这样铁芯与保护盒间的间隙被无应力胶完全填充，应力敏感变压器铁芯表面与无应力胶胶合连接，保护盒内表面与无应力胶胶合连接，应力敏感变压器铁芯、无应力胶及保护盒三者连接为一个整体。应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触，无应力胶在固化过程中和固化后都不会含有或产生与应力敏感变压器铁芯起化学反应的成分，并且在固化过程中无应力，固化过程中和固化后，保持良好的弹性和柔软度，无应力固定住应力敏感变压器铁芯，使得铁芯与保护盒周壁都不会产生硬性接触，应力敏感变压器铁芯与保护盒间的空隙完全被无应力胶填充，并且由固化后的柔软胶体把应力敏感变压器铁芯与保护盒胶合连接为一体，不需要对铁芯施加任何外应力以固定铁芯，不会产生应力。作为对比，传统的固定方式，铁芯在保护盒内除重力外，还受到上下的压应力以固定铁芯。而本发明的方案是无任何固定应力来固定铁芯，是用无应力胶形成的胶状体把铁芯和保护盒连成一个整体，从而实现无应力固定的。

本发明的方法或结构，无固定应力，却还具有较强的抗冲击能力。由于传统结构的固定方法或结构中，当应力敏感变压器铁芯受到冲击时，保护盒对应力敏感变压器铁芯的固定力施加在应力敏感变压器铁芯的上下表面。而本发明的方法或结构中，受到冲击时，应力敏感变压器铁芯受到的固定力来自于包裹铁芯并与铁芯连成一体的无应力胶并且施加于应力敏感变压器铁芯的全部表面，包括上下面，外侧面和内侧面，受力面积是明显大于传统设计。作为对比，传统结构的设计在受到冲击时，例如垂直向上方向的冲击时，仅由上面的海绵垫可以提供缓冲阻尼，即冲击应力的受力面积仅为铁芯的上表面面积。反观本发明的设计，受到同样向上的冲击时，铁芯上表面相连的无应力胶胶体阻尼冲击，同时铁芯内侧面和外侧面，及下表面相连的胶体因为与保护盒的内壁相连，故而会“拉住”铁芯向上的运动，即冲击产生的应力分散作用在铁芯全部表面上，明显优于传统设计。因此本发明的结构或方法可以加大冲击缓冲，分散受力，两个方面同时降低冲击应力，进而避免磁性能受损，可以保证应力敏感变压器铁芯的磁性能稳定可靠，提高成品变压器在高冲击环境下使用时的可靠性。同时由于无应力胶浸透了应力敏感变压器铁芯的各个缝隙，无应力胶固化后应力敏感变压器铁芯各部位都受到柔性约束，这样制成变压器后，应力敏感变压器铁芯的振动受到阻尼限制，可以起到在传统变压器浸漆后，减轻铁芯振动的同样效果：失真减少，损耗降低。

因此，利用本发明的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法固定的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，其应力敏感变压器铁芯是无应力固定，并且具有较强的抗冲击能力，从而保证磁性能的稳定，还可减少应力敏感变压器铁芯振动进而减少失真、降低损耗。

附图说明：

图1是应用现有技术中常规方法制备的带保护盒的应力敏感变压器铁芯的剖视图；

图2是应用本发明的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法固定的带保护盒的应力敏感变压器铁芯的剖视图；

其中1、保护盒；1.1、保护盒的上半部；1.2、保护盒的下半部；2、应力敏感变压器铁芯；3.1、3.2、海绵垫；4、注胶孔；5、排气孔；6、无应力胶。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

如图2所示，本实施例的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，包括保护盒1和保护盒1内的应力敏感变压器铁芯2，所述的保护盒1包括上半部1.1和下半部1.2，在上半部1.1的上表面还设有相对称的注胶孔4和排气孔5，注胶孔4和出气孔5都与保护盒1内腔相通，所述的应力敏感变压器铁芯2被包裹于无应力胶6中且与无应力胶胶合连接，无应力胶6外是保护盒1，无应力胶6与保护盒1的内表面胶合连接。

带保护盒的应力敏感变压器铁芯是通过以下方法制备的，本实施例的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法是在保护盒1的下半部1.2内腔的底部垫有一块薄的海绵垫3.1，然后再将应力敏感变压器铁芯2置于其上，海绵垫3.1的厚度选取为应力敏感变压器铁芯2放入后，在海绵垫的支撑下，刚好居于整个保护盒内腔的中部，即应力敏感变压器铁芯2到保护盒内腔的上下壁距离相近或相等，加上保护盒上半部1.1，盖紧，使应力敏感变压器铁芯2位于保护盒1的内腔居中，然后再经注胶孔4注入无应力胶6，排气孔5排出气体，直至应力敏感变压器铁芯2被包裹于无应力胶6中，无应力胶6与保护盒1的内表面胶合连接，待胶液固化后，即可使应力敏感变压器铁芯2与保护盒1间的间隙被无应力胶6完全填充，应力敏感变压器铁芯2表面与无应力胶6胶合连接，保护盒1内表面与无应力胶6胶合连接，应力敏感变压器铁芯2、无应力胶6及保护盒1三者连接为一个整体，铁芯2除重力外不受其它压力等额外的固定应力。使应力敏感变压器铁芯2与保护盒1无硬性接触。

本实施例的无应力胶为硅胶，如南大705柔性硅胶。海绵垫3.1可以换用其它柔软多孔的材料，如羊毛垫等，其要求是在注胶前支撑铁芯，使其位于保护盒内腔的中心，同时柔软多孔，无应力胶可以浸透该材料。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种带保护盒的应力敏感变压器铁芯，包括保护盒和保护盒中的应力敏感变压器铁芯，其特征在于，所述的应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中且与无应力胶胶合连接，无应力胶再与保护盒内表面胶合连接。

2.根据权利要求1所述的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，其特征在于，所述的保护盒包括上半部和下半部，在上半部还设有注胶孔和排气孔，注胶孔和排气孔都与保护盒内腔相通。

3.根据权利要求1所述的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，其特征在于，在所述的应力敏感变压器铁芯下部与所述的保护盒之间有软海绵垫。

4.根据权利要求1所述的带保护盒的应力敏感变压器铁芯，其特征在于，所述的无应力胶为硅胶或者乳胶。

5.一种应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法，其特征在于，往装有应力敏感变压器铁芯的保护盒中注入无应力胶，使应力敏感变压器铁芯被包裹于且胶合连接于无应力胶中，应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触。

6.根据权利要求5所述的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法，其特征在于，所述的保护盒包括上半部和下半部，在上半部的上表面还设有注胶孔和排气孔，注胶孔和排气孔都与保护盒内腔相通，在保护盒的下半部内腔的底部垫有海绵垫，然后再将应力敏感变压器铁芯置于其上，加上保护盒上半部，盖紧，应力敏感变压器铁芯位于保护盒内部空间的中心，与保护盒内表面具有一定的距离，然后再经注胶孔注入无应力胶，排气孔排出气体，直至应力敏感变压器铁芯被包裹于无应力胶中且与无应力胶胶合连接，使应力敏感变压器铁芯与保护盒无硬性接触，无应力胶与保护盒内表面胶合连接。

7.根据权利要求5或6所述的应力敏感变压器铁芯的无应力固定方法，其特征在于，所述的无应力胶为硅胶或乳胶。