CN109801776A - 非晶合金立体卷铁芯及其单框 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶合金立体卷铁芯及其单框，该铁芯单框包括单框基体，单框基体通过非晶合金料带卷制而成，单框基体的外表面设置有与其结合成一体的弹性阻尼层，弹性阻尼层的外表面设置特定结构的固定结构件，固定结构件的刚度大于弹性阻尼层的刚度；与现有技术中仅通过设置隔离部件降低噪音相比，本发明组成非晶合金立体卷铁芯的单框基体的外表面接合有弹性阻尼层和固定结构件，弹性阻尼层与单框基体结合为一体，可以降低料带的振动，其中固定结构件的刚度大于弹性阻尼层，固定结构件能够有效抑制弹性阻尼层随铁芯振动发生的变形，使弹性阻尼层内部产生剪切变形和应力，从而耗散材料更多的能量，能够达到更好的减振、吸振效果。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种非晶合金立体卷铁芯的单框。此外，本发明还涉及一种具有上述单框的非晶合金立体卷铁芯。
背景技术
非晶合金是以急速冷却工艺形成的内部原子呈无需排列的一种非晶体结构合金。采用非晶合金制造的变压器性能比较高，可以降低空载损耗和空载电流，具有较大的应用市场和推广价值。
随着经济的发展，变压器不局限于应用于野外，变压器在商业、居民区等地应用也越来越广泛。变压器在工作时会产生噪音，为了尽量降低变压器工作噪音对附近人们生活的影响，目前采取的降噪措施为：在夹件、基座和变压器箱体等位置进行隔音或者减振降噪。
也就是说如何尽量降低变压器工作噪音，减少对附近人们生活的影响，是本领域内技术人员一直关注的问题。
发明内容
本发明提供一种非晶合金立体卷铁芯的单框，包括具有内孔的单框基体，所述单框基体通过非晶合金料带卷制而成，所述单框基体的外表面设置有与其结合成一体的弹性阻尼层，所述单框的铁轭的外表面上覆盖一个与铁轭形状、大小均相同的固定结构件，所述固定结构件的刚度大于所述弹性阻尼层的刚度。
与现有技术中仅通过设置隔离部件降低噪音相比，本发明组成非晶合金立体卷铁芯的单框基体的外表面接合有弹性阻尼层和约束板，弹性阻尼层与单框基体结合为一体，可以降低料带的振动，其中固定结构件的刚度大于弹性阻尼层，能够有效抑制弹性阻尼层随铁芯振动发生的变形，使弹性阻尼层内部产生剪切变形和应力，从而耗散材料更多的能量，能够达到更好的减振、吸振效果。
可选的，所述单框基体的整个外表面都覆盖结合有所述弹性阻尼层。
可选的，所述固定结构件通过固化工艺结合于所述弹性阻尼层的外表面；或者，
所述固定结构件粘接于所述弹性阻尼层的外表面。
可选的，所述弹性阻尼层通过涂覆固化工艺或者喷涂固化工艺或者浸渍固化工艺或者粘接工艺，与所述单框基体形成一体，其中，所述弹性阻尼层包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶或者丁腈橡胶其中一者或者几者形成的材料层。
可选的，所述弹性阻尼层的厚度范围为：0.5mm-5mm。
可选的，所述弹性阻尼层的结构损耗因子范围为：0.3-1.5。
可选的，所述固定结构件为刚性绝缘板或者金属板。
可选的，还包括内支撑框，所述内支撑框支撑于所述单框基体的内孔中，非晶合金料带卷制于所述内支撑框的外壁。
此外，本发明还提供了一种非晶合金立体卷铁芯，包括至少两个上述任一项所述的单框，各所述单框基体组合后形成至少三根用于缠绕线圈的组合式铁芯柱，所述组合式铁芯柱的横截面形状为圆形或者多边形。
本发明所提供的非晶合金立体卷铁芯因具有上述单框，故非晶合金立体卷铁芯也具有单框的上述技术效果。
附图说明
图1为本发明一种实施例中非晶合金立体卷铁芯的三维结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式中单框的正视示意图；
图3为图2中A-A剖视示意图；
图4为图3中H处局部放大图；
图5为本发明所提供的另一具体实施例中单框的剖视图；
图6为图5中F处局部放大图。
其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1-单框基体；11-横框；12-竖框；
2-内支撑框；
3-固定结构件；
4-弹性阻尼层；
100-非晶合金立体卷铁芯。
具体实施方式
虽然采取在夹件、基座和变压器箱体等位置进行隔音或者减振降噪，在一定程度上能够降低变压器传递至外界的噪声，但是降噪程度是有限的。
为了能够进一步降低变压器工作噪音，本文对变压器工作噪音的产生进行了深入的研究，研究发现：对于非晶合金铁芯形成的变压器而言，变压器噪音大小与非晶合金铁芯结构有着十分重要的关系。
如何提供一种非晶合金铁芯结构，在有效利用非晶合金铁芯电磁性能的同时降低噪音，对于非晶合金变压器在国内乃至国外的应用和推广有着深远意义。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图6，图1为本发明一种实施例中非晶合金立体卷铁芯的三维结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式中单框的正视示意图；图3为图2中A-A剖视示意图；图4为图3中H处局部放大图；图5为本发明所提供的另一具体实施例中单框的剖视图；图6为图5中F处局部放大图。
本文以非晶合金立体卷铁芯100具有三个组合式铁芯柱(三相三柱式)为例介绍技术方案和技术效果，当然，本领域内技术人员应当理解非晶合金立体卷铁芯100还可以形成有其他数量的铁芯柱，例如三相五柱式铁芯，其具有五个组合式铁芯柱。
需要说明的是，三柱式非晶合金立体卷铁芯100具有三个组合式铁芯柱，组合式铁芯柱的横截面形状可以为圆形，也可以为正多边形，组合式铁芯柱主要用于缠绕线圈。
非晶合金立体卷铁芯100包括至少两个单框，各单框组装形成不同数量的组合式铁芯柱。
本发明所提供的单框包括具有内孔的单框基体1，其中单框基体1通过非晶合金料带卷制而成，非晶合金料带可以为矩形料带，也可以为梯形料带，料带的具体形状可以根据实际应用而定。本文优选使用矩形料带卷制而成截面为半圆形的芯柱，两个单框基体1相邻的芯柱形成一个横截面为圆形的组合式铁芯柱。
在一种优选的实施方式中，单框基体1的内孔可以为矩形，单框基体1包括铁轭和用于缠绕线圈的铁芯柱，非晶合金料卷制形成两个横框11和两个竖框12，两个横框11为铁轭，两个竖框12为铁芯柱，两个铁芯柱用于与相邻的单框基体1形成组合式铁芯柱，线圈缠绕于组合式铁芯柱整体上。
具体的，单框基体1可以通过以下方式成型：用矩形模块做内支撑框2，从第一级卷绕开始，将等宽料带从起头由内侧向外侧逐步卷绕，并使料带在卷绕机上按照设置的方向前进，卷绕成上下两端向外倾斜的形状；卷绕完第一级所需的厚度后，在第一级的外层再接着换用另一种尺寸的梯形料带卷绕第二级的厚度，按照同样方法依次卷绕完所需的几级厚度。单框基体1的卷绕是在专用的立体卷铁心卷绕机上完成的。这种铁心卷绕机料带卷绕时，卷绕机会自动精确地完成料带的30度倾斜角。从而确保三个单框基体1拼合时，拼合面良好粘合。将卷绕完的单框基体1推入退火炉中完成磁场退火过程，消除内应力，恢复磁性。
本发明所提供的单框还包括设置于单框基体1外表面的弹性阻尼层4，主要作用是与单框基体1结合形成一体，以降低组成弹性阻尼层4的非晶合金料带的振动。
其中弹性阻尼层4的材料可以为聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶或者丁腈橡胶，即弹性阻尼层4可以包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶或者丁腈橡胶其中一者或者几者形成的材料层。当然也不限于本申请中所列举的这几种材料，还可以为其他能够与单框基体1结合实现减振目的的材料。
另外，本发明所提供的单框的弹性阻尼层4的外表面还结合有固定结构件3，固定结构件3的形状、大小可以均与铁轭的外表面形状、大小相同。需要说明的是，本文中所述的相同为大致相同，并非绝对意义的相同，允许二者存在一定的误差。
固定结构件3的刚度大于弹性阻尼层4的刚度。固定结构件3可以为刚性绝缘板，例如比弹性阻尼层4刚度大的塑料板或者硬橡胶，固定结构件3还可以为金属板，例如钢板。与现有技术中仅通过设置隔离部件降低噪音相比，本发明组成非晶合金立体卷铁芯100的单框基体1的外表面接合有弹性阻尼层4和固定结构件3，弹性阻尼层4与单框基体1结合为一体，可以降低料带的振动，其中固定结构件3的刚度大于弹性阻尼层4，固定结构件3能够有效抑制弹性阻尼层4随铁芯振动发生的变形，使弹性阻尼层4内部产生剪切变形和应力，从而耗散材料更多的能量，能够达到更好的减振、吸振效果。并且，该结构的铁芯在有效利用非晶合金铁芯电磁性能的同时降低噪音。
单框基体1在使用时，其铁芯柱位置需要与其他芯柱配合组成一个完整的组合式铁芯柱，限于组合式铁芯柱使用尺寸的限制，单框基体1可以进行如下设置。
在一种具体实施方式中，单框基体1的整个外表面都可以覆盖结合有弹性阻尼层4，单框基体1仅铁轭外表面附着有固定结构件3，铁芯柱位置不覆盖固定结构件3。也就是说，单框基体1的铁芯柱外表面不设置固定结构件3，这样可以尽量降低形成铁芯柱的尺寸，满足使用需求，同时该结构形式的单框基体1降噪能力也较强。
上述各实施例中，固定结构件3可以通过固化工艺结合于弹性阻尼层4的外表面；或者，固定结构件3可以通过粘接方式与弹性阻尼层4的外表面结合。
具体地，在弹性阻尼层4为完全固化时，将裁剪好的与单框基体1形状、大小相似的固定结构件3粘附到弹性阻尼层4的表面。
上述各实施例中，弹性阻尼层4可以通过涂覆固化工艺或者喷涂固化工艺或者浸渍固化工艺或者粘接工艺，与单框基体1形成一体。其中弹性阻尼层4可以通过加热或者常温固化的形式进行固化。固化工艺不作具体介绍，可以参考现有技术。
弹性阻尼层4的厚度范围可以为：0.5mm-5mm。本文优选弹性阻尼层4的厚度为1mm-2mm，实践证明，该厚度范围内的弹性阻尼具有较佳电磁性能，同时噪音较小。
弹性阻尼层4的结构损耗因子大致范围为：0.3-1.5。
在一种具体实施方式中，单框还可以具有内支撑框2，内支撑框2支撑于单框基体1的内孔中，非晶合金料带卷制于内支撑框2的外壁。
本发明所提供的非晶合金立体卷铁芯100因具有上述单框，故非晶合金立体卷铁芯100也具有单框的上述技术效果，此处不做赘述。
非晶合金立体卷铁芯100的其他结构本文不做赘述，请参考现有资料。
以上对本发明所提供的一种非晶合金立体卷铁芯及其单框进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，包括具有内孔的单框基体(1)，所述单框基体(1)通过非晶合金料带卷制而成，所述单框基体(1)的外表面设置有与其结合成一体的弹性阻尼层，所述单框基体包括铁轭和用于缠绕线圈的铁芯柱，所述铁轭的外表面上覆盖一个与所述铁轭形状、大小均相同的固定结构件，所述固定结构件(3)的刚度大于所述弹性阻尼层的刚度。
2.如权利要求1所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述单框基体(1)的整个外表面都覆盖结合有所述弹性阻尼层。
3.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述固定结构件(3)通过固化工艺结合于所述弹性阻尼层的外表面；或者，
所述固定结构件(3)粘接于所述弹性阻尼层的外表面。
4.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述弹性阻尼层通过涂覆固化工艺或者喷涂固化工艺或者浸渍固化工艺或者粘接工艺，与所述单框基体(1)形成一体，其中，所述弹性阻尼层包括聚丙烯酸酯、聚氨酯、环氧树脂、丁基橡胶或者丁腈橡胶其中一者或者几者形成的材料层。
5.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述弹性阻尼层的厚度范围为：0.5mm-5mm。
6.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述弹性阻尼层的结构损耗因子范围为：0.3-1.5。
7.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，所述固定结构件(3)为刚性绝缘板或者金属板。
8.如权利要求1或2所述的非晶合金立体卷铁芯的单框，其特征在于，还包括内支撑框(2)，所述内支撑框(2)支撑于所述单框基体(1)的内孔中，非晶合金料带卷制于所述内支撑框(2)的外壁。
9.一种非晶合金立体卷铁芯，其特征在于，包括至少两个权利要求1至8任一项所述的单框，各所述单框基体(1)组合后形成至少三根用于缠绕线圈的组合式铁芯柱，所述组合式铁芯柱的横截面形状为圆形或正多边形。
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