CN103093934A - 非晶合金变压器及其铁芯、与制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种非晶合金变压器及其铁芯、与制造方法。所述非晶合金铁芯包括：外模板；内模板；多叠非晶合金片，设置于所述内模板与外模板之间，且每相邻两套非晶合金片之间设置有支撑片。由于支撑片具有支撑作用，使得非晶合金铁芯的抗外力能力增强，表面涂覆的环氧树脂不会因受力而开裂或脱落，进而有效降低了非晶合金铁芯的噪音。同时，由于非晶合金铁芯的整体刚度增强，在非晶合金变压器遭受突发短路时，铁芯不会受力变形，增强了变压器运行的可靠性。

Description

非晶合金变压器及其铁芯、与制造方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种非晶合金变压器及其铁芯、与制造方法。

背景技术

非晶合金变压器是利用新型导磁材料——非晶合金来制作铁芯的新型节能变压器。它与传统变压器相比，空载损耗下降70%以上，空载电流下降约80%，是目前节能效果较佳的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

非晶合金的磁致伸缩系数较高，由磁致伸缩引起的非晶铁芯振动所受的约束比较小，振动量级相对较大，相应产生的噪声也较大，如何降低非晶合金变压器的噪声是必须考虑的重要问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种非晶合金变压器及其铁芯、与制造方法，以解决非晶合金变压器的噪声问题。

为解决以上技术问题，一方面，提供一种非晶合金铁芯，包括：外模板；内模板；多叠非晶合金片，设置于所述内模板与外模板之间，且每相邻两套非晶合金片之间设置有支撑片。

进一步的，所述多叠非晶合金片中的每叠非晶合金片包括多套非晶合金片，且每套非晶合金片包括一组或多组非晶合金片。

进一步的，所述每叠非晶合金片包括2到10套非晶合金片。

进一步的，所述多叠非晶合金片包括的非晶合金片套数相同或不同。

进一步的，所述支撑片的厚度为0.27~0.35mm。

进一步的，所述支撑片为取向硅钢片。

另一方面，提供一种变压器，包括以上任一种所述的非晶合金铁芯以及缠绕于所述非晶合金铁芯上的线圈。

又一方面，提供一种干式变压器，其特征在于，包括以上任一种所述的非晶合金铁芯以及缠绕于所述非晶合金铁芯上的线圈。

又一方面，提供一种非晶合金铁芯的制造方法，包括：切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片；对所述铁芯叠片进行套装与成型，得到成型铁芯；对所述成型铁芯进行去应力处理；对去应力处理后的所述成型铁芯进行表面涂封；其中，在切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片的过程中，每叠置预设数量的非晶合金片，便在叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。

进一步的，切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片的过程包括：切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片逐刀叠置，其中，叠置的多刀非晶合金片为一组非晶合金片，一组或多组非晶合金片为一套非晶合金片；每叠置预设套数的非晶合金片时，在所叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。

进一步的，所述预设套数为2到10套。

进一步的，所述支撑片为取向硅钢片，且其厚度为0.27~0.35mm。

可见，以上非晶合金铁芯、变压器或制造方法，在非晶合金片中放置了具有支撑作用的支撑片，使得非晶合金铁芯的抗外力能力增强，表面涂覆的环氧树脂不会因受力而开裂或脱落，进而有效降低了非晶合金铁芯的噪音。同时，由于非晶合金铁芯的整体刚度增强，在非晶合金变压器遭受突发短路时，铁芯不会受力变形，增强了变压器运行的可靠性。

附图说明

图1为本发明一实施例所提供的一种非晶合金铁芯的结构示意图；

图2为本发明另一实施例所提供的一种非晶合金铁芯的结构示意图；

图3为本发明又一实施例所提供的一种非晶合金铁芯的制造方法的流程示意图；

图4为本发明又一实施例所提供的一种非晶合金铁芯的制造方法中切割与叠置的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

请参见图1，其所示为本发明一实施例所提供的非晶合金铁芯的结构示意图。如图所示，该非晶合金铁芯100包括外模板110、内模板120、设置于内模板120与外模板110之间的多叠非晶合金片130。其中，所述多叠非晶合金片130之间通过支撑片140隔离，即，每相邻两套非晶合金片之间设置有支撑片140。

以上实施例在非晶合金片中放置了具有支撑作用的支撑片，使得非晶合金铁芯的抗外力能力增强，表面涂覆的环氧树脂不会因受力而开裂或脱落，进而有效降低了非晶合金铁芯的噪音。同时，由于非晶合金铁芯的整体刚度增强，在非晶合金变压器遭受突发短路时，铁芯不会受力变形，增强了变压器运行的可靠性。

且，以上结构的非晶合金铁芯尤其适用于干式变压器。干式变压器是一种铁芯和绕组（线圈）不浸渍在绝缘油中的变压器。由于其阻燃性能优、维护成本低等优点，在配电变压器市场有着广阔的发展前景。非晶合金变压器的噪声是由于铁芯的振动产生并通过与其相连的物体的传播而发出的，当非晶合金铁芯应用于干式变压器时，由于非晶合金干式变压器铁芯并未浸在变压器油中，而是裸露在外，因此它发出的噪声传播衰减很少，相应的噪声等级较高。为了降低非晶合金干式变压器的噪声，一般在设计非晶合金干式变压器铁芯时，将其磁通密度降低，相应的铁芯的外形尺寸增大，铁芯成型较为困难；同时，由于非晶合金片外形较软，缺乏一定的刚度，较大的铁芯受力后铁芯端面的环氧树脂极易开裂或脱落，致使铁芯受到的束缚力减小，铁芯噪音增加，内部非晶合金片的碎屑也极易掉落，容易产生变压器短路故障。而以上实施例所提供的结构应用于干式变压器铁芯时，可以很好的解决以上技术问题。

在本发明另一实施例中，以上支撑片140可以为取向硅钢片。由于取向硅钢片与非晶合金具有相似的电磁性能，可以参与变压器运行时的导磁，且相对于非晶合金材料，具有更好的刚性，因此，在非晶合金铁芯成型时可以起到很好的支撑作用，降低了铁芯成型的难度。另外，硅钢片还具有一定的柔性，在非晶合金铁芯成型的时候，可以与非晶合金片一起弯曲成型。

另外，支撑片140的厚度不宜太厚，否则会影响整个非晶合金铁芯的电磁性能。也不宜太薄，否则会影响其对整个铁芯的支撑作用。较佳的，支撑片140的厚度为0.27~0.35mm。如此，既不会影响整个非晶合金铁芯的电磁性能，且其支撑作用使得非晶合金铁芯的抗外力能力增强，表面涂覆的环氧树脂不会因受力而开裂或脱落，进而有效降低了非晶合金铁芯的噪音。同时，由于非晶合金铁芯的整体刚度增强，在非晶合金变压器遭受突发短路时，铁芯不会受力变形，增强了变压器运行的可靠性。

需要说明的是，每叠非晶合金片130包括多套非晶合金片，且每套非晶合金片包括多组非晶合金片。例如，每套非晶合金片包括2到10组非晶合金片，且每组非晶合金片包括2到3刀非晶合金片。再如，最后一套非晶合金片可以只包括一组非晶合金片。以上这些仅为举例，并非用以限制本发明，本领域技术人员可以根据实际产品的大小与磁性需求，设计出不同套数与组数的非晶合金铁芯。

另外，由内向外每刀或每组非晶合金片在成型过程中需要搭接成铁芯，因此需要一个尺寸的变化，即，每刀或每组非晶合金片之间具有相应的增量。例如，同组非晶合金片内，每刀非晶合金片之间的增量可以为1~2mm，且由内向外依次增加；再如，同套非晶合金片内，相邻两组非晶合金片之间的增量可以为3~7mm，且由内向外依次增加；再如，非晶合金片之间的组间距一般可以为10~25mm，且由内向外依次增加。此处仅为举例，并非用以限定本发明，本领域技术人员可以根据需要进行设计，只要满足非晶合金铁芯成型时的搭接需要即可。

在本发明又一实施例中，多叠非晶合金片包括的非晶合金片套数可以不同，也可以相同。多叠非晶合金片包括的非晶合金片套数相同的情况下，有利于整个非晶合金的制造，且由于支撑片140将非晶合金片均匀隔开，相对于多叠非晶合金片套数不同的情况下，整个非晶合金铁芯的电磁性能更佳。

例如，在本发明又一实施例中，每叠非晶合金片包括2到10套非晶合金片。其套数变化根据铁芯叠厚大小来定，对于铁芯叠厚较大的情况，如若套数较少，则会在搭头部位高度集中，致使铁芯搭接尺寸过大，不利于变压器整体尺寸的降低，增加变压器生产成本；对于铁芯叠厚较小的情况，铁芯窗口尺寸一般也较小，如若套数较多，势必会使搭接区域增大，进入铁芯弯角区域，影响变压器的器身装配。当然，在本实施例中，多叠非晶合金片包括的非晶合金片套数可以不同，也可以相同。

请继续参考图1，图中非晶合金片的搭接部分150为集中式搭头结构。然而，此处仅为举例，该搭接部分也可以为分布式搭头结构。例如，可以参考申请号为200820056094.4的中国专利申请——“一种分布式搭头的非晶合金铁芯”。本发明不做任何限制。

可选的，内模板120和外模板110与支撑片140的材质可以相同，即为取向硅钢片，且厚度也可以相同。从而，内模板与外模板可以在铁芯成型工艺之前，非晶合金带材的切割与叠片过程中，就将内模板、外模板与支撑片和非晶合金片叠在一起，例如，在开始叠片时，先放入内模板；然后每切割得到一刀非晶合金片便置于所述内模板上；且每切割几套非晶合金片便放入支撑片，最后放上外模板。而后，将整个叠片放到成型台进行铁芯成型。

可选的，内模板和外模板与支撑片的材质均为取向硅钢片，但厚度较厚，且刚性更强，因此内、外模板可以分别是四块独立的长方形硅钢板，其尺寸根据铁芯设计尺寸而确定。其中两块的尺寸与成型后铁芯的长边的尺寸一致，另外两块与成型后的铁芯的短边的尺寸一致。具体，请参考图2，其为本发明又一实施例所提供的一种非晶合金铁芯的结构示意图。如图所示，本实施例的非晶合金铁芯同样包括外模板、内模板、设置于内模板与外模板之间的多叠非晶合金片230。其中，所述多叠非晶合金片230之间通过支撑片240隔离，即，每相邻两套非晶合金片之间设置有支撑片240。本实施例与以上实施例的区别在于，其外模板包括四块独立的硅钢板211、212、213和214；内模板也包括四块独立的硅钢板221、222、223和224。

另外，本发明实施例还提供一种变压器，包括以上实施例所述的任一种非晶合金铁芯以及缠绕于所述非晶合金铁芯上的线圈。

较佳的，以上变压器可以是一种干式变压器。

本发明另一实施例还提供一种非晶合金铁芯的制造方法，如图3所示，包括以下步骤：

S310：切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片；

S320：对所述铁芯叠片进行套装与成型，得到成型铁芯；

S330：对所述成型铁芯进行去应力处理；

S340：对去应力处理后的所述成型铁芯进行表面涂封。

其中，在以上步骤S310中，每叠置预设数量的非晶合金片，便在叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。而其它步骤可以参见现有非晶合金铁芯的制造过程中的相应步骤。例如，可以参考申请号为200910051380.0的中国专利申请——“非晶合金铁芯制造方法”，例如，对成型铁芯的去应力处理可以为磁场热处理。

在一较佳实施例中，以上步骤S310可以包括：

S311：切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片逐刀叠置，其中，叠置的多刀非晶合金片为一组非晶合金片，一组或多组非晶合金片为一套非晶合金片；

S312：每叠置预设套数的非晶合金片时，在所叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。

重复以上步骤直至得到预设厚度的铁芯叠片。而后将铁芯叠片（包括非晶合金片及支撑片）移到成型台，利用内、外模板将其成型为内部窗口为近似矩形的成型铁芯，成型时由于非晶合金内部有多层硅钢片，整体刚性增强，成型难度大幅降低。

较佳的，以上预设套数为2到10套。

较佳的，支撑片为取向硅钢片，且其厚度为0.27~0.35mm。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种非晶合金铁芯，其特征在于，包括：

外模板；

内模板；

多叠非晶合金片，设置于所述内模板与外模板之间，且每相邻两套非晶合金片之间设置有支撑片。

2.根据权利要求1所述的非晶合金铁芯，其特征在于，所述多叠非晶合金片中的每叠非晶合金片包括多套非晶合金片，且每套非晶合金片包括一组或多组非晶合金片。

3.根据权利要求2所述的非晶合金铁芯，其特征在于，所述每叠非晶合金片包括2到10套非晶合金片。

4.根据权利要求1所述的非晶合金铁芯，其特征在于，所述多叠非晶合金片包括的非晶合金片套数相同或不同。

5.根据权利要求1所述的非晶合金铁芯，其特征在于，所述支撑片的厚度为0.27~0.35mm。

6.根据权利要求1所述的非晶合金铁芯，所述支撑片为取向硅钢片。

7.一种变压器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的非晶合金铁芯以及缠绕于所述非晶合金铁芯上的线圈。

8.一种干式变压器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的非晶合金铁芯以及缠绕于所述非晶合金铁芯上的线圈。

9.一种非晶合金铁芯的制造方法，包括：

切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片；

对所述铁芯叠片进行套装与成型，得到成型铁芯；

对所述成型铁芯进行去应力处理；

对去应力处理后的所述成型铁芯进行表面涂封；

其特征在于，在切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片的过程中，每叠置预设数量的非晶合金片，便在叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。

10.根据权利要求9所述的非晶合金铁芯的制造方法，其特征在于，切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片叠置在一起得到铁芯叠片的过程包括：

切割非晶合金带材，将切割得到的非晶合金片逐刀叠置，其中，叠置的多刀非晶合金片为一组非晶合金片，一组或多组非晶合金片为一套非晶合金片；

每叠置预设套数的非晶合金片时，在所叠置的非晶合金片上放置一层支撑片。

11.根据权利要求10所述的非晶合金铁芯的制造方法，其特征在于，所述预设套数为2到10套。

12.根据权利要求9所述的非晶合金铁芯的制造方法，其特征在于，所述支撑片为取向硅钢片，且其厚度为0.27~0.35mm。

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