CN104064307B - 一种非晶合金干式变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶合金干式变压器，包括非晶合金铁芯，所述非晶合金铁芯由带宽为10～15 mm、带厚为20～25μm的非晶合金带叠置而成，所述非晶合金带包括如下质量百分比的组份：C 2～4%、Si 15～18%、Cu 0.5～1%、Nb 1～2.5%、V 1～2%、B 3～7%、余量的Fe，且所述Nb和V质量百分比只和为2～4%。本发明所述的一种非晶合金干式变压器，由于改进了非晶合金的配方组成，降低了应用于变压器铁芯的非晶合金材料的磁致伸缩系数，并且通过降低非晶合金带的厚度，降低了非晶合金铁芯的磁致伸缩的变化量，从而降低了非晶合金干式变压器工作时的噪声。
Description
技术领域
本发明涉及一种非晶合金干式变压器，属于变压器生产制造技术领域。
背景技术
相比较油浸式变压器，干式变压器采用树脂绝缘并依靠空气冷却，因此其铁芯和绕组并不浸渍在绝缘油中，主要应用于有防火要求的高楼、医院、机场、车站、地铁、大超市及商店、剧院、学校等户内场所，具有良好的阻燃性能和较低的维护成本，在配电变压器总量中提高干式变压器的占比是大势所趋。非晶合金变压器是采用非晶合金材料作为铁芯的节能变压器，相比较采用硅钢片作为铁芯材料的传统变压器，非晶合金变压器的空载损耗可以减少75%左右，空载电流可以下降70%～80%，尤其适合应用在负载率较低的地区。
采用非金合金材料制作的铁芯其不足之处在于磁致伸缩率显著高于硅钢片，非晶合金的高磁致伸缩率在声纳等领域的应用中具有积极的效果，但应用在变压器铁芯领域中会导致铁芯振动加剧，通过与非晶合金铁芯相连的其它组件的传播和进一步加剧作用，使非金合金变压器存在噪声严重的问题，尤其是非晶合金干式变压器，由于非晶合金干式变压器铁芯直接暴露在空气中，以便于空气对其进行冷却，缺少了变压器油对噪声的阻隔作用，使非晶合金铁芯发出的噪声几乎没有衰减地传播到周围环境中，导致非晶合金干式变压器的噪声等级较高。
在现有技术中，降低非晶合金干式变压器噪声的方法，通常是在制造非晶合金干式变压器铁芯时，降低非晶合金铁芯的磁通密度，但是采用该方法直接导致非晶合金铁芯的外形尺寸增大，并增加了非晶合金铁芯的成型难度。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种非晶合金干式变压器，能够降低非晶合金干式变压器的噪声。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种非晶合金干式变压器，包括非晶合金铁芯，所述非晶合金铁芯由带宽为10～15 mm、带厚为20～25 μm的非晶合金带叠置而成，所述非晶合金带包括如下质量百分比的组份：C 2～4%、Si 15～18%、Cu 0.5～1%、Nb 1～2.5%、V 1～2 %、B 3～7%、余量的Fe，且所述Nb和V质量百分比只和为2～4%。
作为上述技术方案的优选，所述非晶合金带包括如下质量百分比的组份：C 3%、Si18%、Cu 0.8%、Nb 2%、V 1.5 %、B 3%、余量的Fe。
作为上述技术方案的进一步改进，所述非晶合金铁芯两侧端面涂布有厚度为0.1～0.5 mm的硅胶。
显而易见地，上述非晶合金干式变压器主要改进之处在于非晶合金铁芯，而上述改进的非晶合金铁芯的制造过程包括但不限于如下步骤：
一）按照配比称取C、Si、Cu、Nb、V、B、Fe；
二）将步骤一）称取的原料投入真空炉精炼，至钢液温度为1500℃；
三）使步骤二）制得的钢液在氩气保护环境中进行平面流铸，具体地可以采用差动水冷铜辊以1.0×106 ℃/s速度进行冷却；
四）将步骤三）获得的厚度为20～25 μm的非晶合金片材裁切成10～15 mm宽的带材；
五）将步骤四）获得的非晶合金带切割并叠置成叠片，然后对叠片进行套装和成型制得成型铁芯；
六）对步骤五）获得的成型铁芯进行去应力处理；
七）在步骤六）得到的铁芯两侧端面涂布一层硅胶，使各片层之间相粘接，所述硅胶的厚度为0.1～0.5 mm；
八）在步骤七）得到的铁芯整体表面涂覆环氧树脂绝缘层，所述环氧树脂绝缘层的厚度为0.4～0.8 mm。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种非晶合金干式变压器，首先，由于改进了非晶合金的配方组成，降低了应用于变压器铁芯的非晶合金材料的磁致伸缩系数，并且通过降低非晶合金带的厚度，降低了非晶合金铁芯的磁致伸缩的变化量；其次，通过去应力处理，使非晶合金叠片之间的磁致伸缩系数达到一致，从而显著地降低非晶合金叠片制成的铁芯在工作时的噪声；再次，通过硅胶固定非晶合金叠片，从而使非晶合金叠片之间具有吸收应力的弹性层，从而对非晶合金铁芯的振动产生抑制作用；最后，采用环氧树脂对非晶合金进行封装，不仅有利于进一步固定非晶合金叠片，降低其振动幅度，并且相较于普通的非晶合金铁芯保护盒能够更好地阻隔噪声。
附图说明
图1为本发明所述的硅胶涂布方式结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
1为非晶合金带；2为硅胶；D为非晶合金带的厚度；d为硅胶的厚度。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例一
1、按照如下步骤制造非晶合金带：
11）按照质量百分比称取C 2%、Si 16%、Cu 0.5%、Nb 1%、V 1%、B 7%、余量的Fe；
12）将步骤11）称取的原料投入真空炉精炼，至钢液温度为1500℃；
13）使步骤12）制得的钢液在氩气保护环境中进行平面流铸，具体地可以采用差动水冷铜辊以1.0×106 ℃/s速度进行冷却；
14）将步骤13）获得的厚度为20～25 μm的非晶合金片材裁切成10～15 mm宽的带材。
2、按照如下步骤制造非晶合金铁芯：
21）将步骤14）获得的非晶合金带切割并叠置成叠片，然后对叠片进行套装和成型制得成型铁芯；
22）对步骤21）获得的成型铁芯进行去应力处理：具体地可以是对成型铁芯的径向施加压力，并不断变换位置，使成型铁芯反复进行变形—恢复、再变形—再恢复的动作；也可以采用磁场热处理的方式进行去应力处理；
23）在步骤22）得到的铁芯两侧端面涂布一层硅胶（具体如图1和图2所示），使各片层之间相粘接，所述硅胶的厚度d为0.1～0.5 mm；
24）在步骤23）得到的铁芯整体表面涂覆环氧树脂绝缘层，所述环氧树脂绝缘层的厚度为0.4～0.8 mm。
3、将步骤24）制得的铁芯装配到非晶合金干式变压器中，得到具体产品一。
具体实施例二
11）按照质量百分比称取C 3%、Si 18%、Cu 0.8%、Nb 2%、V 1.5 %、B 3%、余量的Fe；
其余步骤同具体实施例一，得到具体产品二。
具体实施例三
11）按照质量百分比称取C 4%、Si 15%、Cu 1%、Nb 2.5%、V 1.5%、B 5%、余量的Fe；
其余步骤同具体实施例一，得到具体产品三。
对照实施例
选用市售的非晶合金铁芯（合金成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9，非晶合金带的带厚为30 μm）装配到非晶合金干式变压器中，得到对照产品。
上述产品的性能测试结果对照见下表：
| 具体产品一 | 具体产品二 | 具体产品三 | 对照产品 | |
| 磁致伸缩率 | 0.7×10-6 | 0.4×10-6 | 0.5×10-6 | 2.4×10-6 |
| 噪声（dB） | 25 | 23 | 26 | 45 |
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。
Claims (1)
1.一种非晶合金干式变压器，包括非晶合金铁芯，其特征是，所述非晶合金铁芯由带宽为10～15 mm、带厚为20～25 μm的非晶合金带叠置而成，所述非晶合金带包括如下质量百分比的组份：C 3%、Si 18%、Cu 0.8%、Nb 2%、V 1.5%、B 3%、余量的Fe；所述非晶合金铁芯两侧端面涂布有厚度为0.1～0.5 mm的硅胶；
所述非晶合金铁芯的制造过程包括如下步骤：
一）按照配比称取C、Si、Cu、Nb、V、B、Fe；
二）将步骤一）称取的原料投入真空炉精炼，至钢液温度为1500℃；
三）使步骤二）制得的钢液在氩气保护环境中进行平面流铸，具体地采用差动水冷铜辊以1.0×106 ℃/s速度进行冷却；
四）将步骤三）获得的厚度为20～25 μm的非晶合金片材裁切成10～15 mm宽的带材；
五）将步骤四）获得的非晶合金带切割并叠置成叠片，然后对叠片进行套装和成型制得成型铁芯；
六）对步骤五）获得的成型铁芯进行去应力处理；
七）在步骤六）得到的铁芯两侧端面涂布一层硅胶，使各片层之间相粘接，所述硅胶的厚度为0.1～0.5 mm；
八）在步骤七）得到的铁芯整体表面涂覆环氧树脂绝缘层，所述环氧树脂绝缘层的厚度为0.4～0.8 mm。
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