CN206505802U - 三框三柱纳米晶铁芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及变压器铁芯技术领域,尤其涉及一种三框三柱纳米晶铁芯,本实用新型的三框三柱纳米晶铁芯,即采用铁基纳米晶(超微晶)材料,是铁基纳米晶(超微晶)材料以铁为基材加入少量铌、硼、铜、硅等元素,经过急冷工艺制备的具有厚度小于0.025mm的薄片装带材,制作成铁芯后具有体积小、损耗小、频率范围宽等特点,同时铁芯的性能和稳定性也有很卓越的表现,特别适用于高频场合的变压器。
Description
技术领域
本实用新型涉及变压器铁芯技术领域,尤其涉及一种三框三柱纳米晶铁芯。
背景技术
变压器铁芯是电源变压器内部的导磁元件,现有变压器用磁芯材料基本上有三种:硅钢片、铁氧体和纳米晶,前两者是制造磁芯最常见的材料,但随着科技发展,许多场合(如发电厂除尘、水泥厂除尘等)需要使用大功率高频高压电源,对变压器铁芯提出了更高的要求,特别是铁芯功耗、温升、噪音成为铁芯重要的质量指标。
硅钢片铁芯只适合400Hz以下的低频变压器;铁氧体材料由于其饱和磁感应强度太低导致铁芯体积和重量很大,很难将功率做大,同时还存在温度稳定性差、效率低下的问题;钴基非晶与坡莫合金均具备良好的电磁性能,但其价格及其昂贵,若用于工业产品则成本过高。
目前市场上用于三相高频变压器均采用铁氧体做为铁芯材料,而铁氧体工作磁密一般取0.1-0.3T,所以导致用于大功率变压器时体积过大,不利于器件小型化的发展。
另外,现有的非晶合金带材铁芯,也只能适用于工频以下的场合,主要用于配电变压器,体积大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是:为了解决现有技术中的变压器铁芯体积过大,无法使用于高频场合的技术问题,本实用新型提供一种三框三柱纳米晶铁芯。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种三框三柱纳米晶铁芯,包括外框铁芯和两个内框铁芯,所述两个内框铁芯并排设置与所述外框铁芯内,所述外框铁芯和两个内框铁芯均采用纳米晶带材卷绕而成。
所述纳米晶带材的厚度范围为:0-0.025mm。
所述内框铁芯的厚度d1范围为:5-100mm,所述外框铁芯的厚度d2范围为:5-100mm。
所述外框铁芯的长度a范围为20-500mm,宽度b范围为20-500mm,高度h范围为:5-80mm。
本实用新型的有益效果是,本实用新型的三框三柱纳米晶铁芯,即采用铁基纳米晶(超微晶)材料,是铁基纳米晶(超微晶)材料以铁为基材加入少量铌、硼、铜、硅等元素,经过急冷工艺制备的具有厚度小于0.025mm的薄片装带材,制作成铁芯后具有体积小、损耗小、频率范围宽等特点,同时铁芯的性能和稳定性也有很卓越的表现,特别适用于高频场合的变压器。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型最优实施例的结构示意图。
图2是内铁芯型模的结构示意图。
图3是专用绕盘的结构示意图。
图4是本实用新型三框三柱纳米晶铁芯卷绕的最终状态图。
图中:1、外框铁芯,2、内框铁芯,3、压板。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本实用新型的基本结构,因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1-3所示,是本实用新型最优实施例,一种三框三柱纳米晶铁芯,包括外框铁芯1和两个内框铁芯2,两个内框铁芯2并排设置与所述外框铁芯1内,所述外框铁芯1和两个内框铁芯2均采用纳米晶带材卷绕而成。
所述纳米晶带材的厚度范围为:0-0.025mm。
所述内框铁芯2的厚度d1范围为:5-100mm,所述外框铁芯的厚度d2范围为:5-100mm。
所述外框铁芯1的长度a范围为20-500mm,宽度b范围为20-500mm,高度h范围为:5-80mm。
本实用新型的三框三柱纳米晶铁芯的制作方法是:
1、先制作内框铁芯2,根据铁芯要求选择合适尺寸的纳米晶带材,将带材在专用卷绕芯模上卷绕内框铁芯2到所需厚度d1,绕好后即为矩形内框铁芯,两个相同尺寸的内框铁芯2为一套内铁芯,绕模即为内铁芯型模,绕好后连带绕模和内框铁芯2一同取下;
2、将内框铁芯2通过螺栓固定在专用绕盘上,调整内框铁芯2相切边完全重合,用压板3压住两个内框铁芯2,用螺栓锁紧即可,再用纳米晶带材在两个内铁芯2的外面继续卷绕至指定厚度d2,即为外框铁芯1。整个三框三柱铁芯基本绕好;
3、铁芯卷绕好后,在外框铁芯1的四个边用夹板夹紧,使铁芯的三个芯柱和整体尺寸达到指定数值;
4、将带有芯模和夹板的三框三柱铁芯放入高频加热炉均匀加热,以每分钟10℃的速率进行升温,控制炉温在400~600℃,保持三小时后再以20℃每分钟的速度降温至100℃,取出热处理好的三框三柱铁芯,拆去夹板和芯模;
5、通过真空含浸设备使铁芯完全浸渍在含有固化剂的改性环氧树脂,使之充分填充三框三柱铁芯的层间空隙,含浸完成后取出晾干三框三柱铁芯,将三框三柱铁芯放入烘箱,在80-150℃下固化定型8小时,取出冷却后三框三柱纳米晶铁芯加工完成。
上述卷绕方式制作的外框铁芯1和两个内框铁芯2都是没有搭头的。
纳米晶材料具有通常固体材料所没有的优异的力学和电磁特性。一般的纳米晶材料为粉末、薄膜或细丝,因其尺度比较小,产业化比较困难。利用非晶晶化的方法可以制备纳米晶带材、丝材和粉末。实验表明,非晶的成分、制备工艺和随后晶化的方式都影响纳米晶的形成和以后的使用性能。利用非晶纳米晶带材的巨磁阻抗效应制备一种磁传感器,在输出最大值的特定频率下,研究与带材轴线平行和垂直方向磁场的输出特性。研究表明:在10.5MHz附近的激励频率作用下,传感器输出取得最大值;传感器对平行磁场有一段高灵敏的线性工作区间,不响应垂直磁场;纳米晶带材GMI磁传感器的灵敏度高达0.6691V/Oe,比非晶带材制备器件的灵敏度0.1483V/Oe好。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种三框三柱纳米晶铁芯,其特征在于:包括外框铁芯(1)和两个内框铁芯(2),所述两个内框铁芯(2)并排设置与所述外框铁芯(1)内,所述外框铁芯(1)和两个内框铁芯(2)均采用纳米晶带材卷绕而成。
2.如权利要求1所述的三框三柱纳米晶铁芯,其特征在于:所述纳米晶带材的厚度范围为:0-0.025mm。
3.如权利要求1所述的三框三柱纳米晶铁芯,其特征在于:所述内框铁芯(2)的厚度d1范围为:5-100mm,所述外框铁芯(1)的厚度d2范围为:5-100mm。
4.如权利要求1所述的三框三柱纳米晶铁芯,其特征在于:所述外框铁芯(1)的长度a范围为20-500mm,宽度b范围为20-500mm,高度h范围为:5-80mm。
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