[发明专利]一种非晶合金卷铁芯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器制造技术，尤其指非晶合金卷铁芯及其制造方法。

背景技术

目前制作变压器铁芯的材料主要有硅钢带和非晶合金二种，非晶合金与硅钢带相比，是一种更节能的制造变压器铁芯的材料。

非晶合金是采用快速急冷凝固生产工艺，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，更利于被磁化和去磁。这种材料用于变压器铁芯，变压器磁化过程非常容易，从而大大降低变压器的空载损耗。从变压器的空载损耗降低程度来看，非晶合金带材是目前所有各种牌号的硅钢带不能相比的。

由于非晶合金带材比硅钢带薄得多，脆得多，且硬度几乎为硅钢带的5倍，因此变压器生产企业用于切割硅钢带的设备根本没有办法切割非晶合金带材。要想生产非晶合金变压器，必须向专业生产非晶合金铁芯的企业购买铁芯，而国内现有二家专业生产非晶合金铁芯的企业，也没有非晶合金的纵剪设备，只有带材切断设备。

目前非晶合金带材主要依赖进口，进口的非晶合金带材宽度尺寸规格很少，只有142cm、170cm、213cm三种，无法满足不同容量铁芯的要求，因此对于不同容量的铁芯需要不同截面积时，往往只能主要通过改变铁芯截面的矩形形状的厚度尺寸来实现。目前各种容量铁芯的横截面矩形的最大长宽比已经达到4。

因此，现有的非晶合金铁芯主要存在以下问题：

a、由于目前国外进口的非晶合金带材只有三种宽度的直带，因此做成的铁芯横截面形状只能是矩形一种，对于有些容量的铁芯横截面矩形的长宽比达到4，不能呈圆形或多边形。众所周知，同样截面积形状中圆的周长最小，矩形的周长较大，特别是长宽比越大，周长就越长。而周长长必然使变压器线圈的平均匝长就长，不但浪费宝贵的铜，而且会增加变压器的负载损耗和变压器温升。

b、由于目前非晶合金材料的铁芯，横截面只能是矩形，不能是圆形，因此线圈形状也只能是矩形，而不能是圆形。无法带铁芯绕线。因此铁芯只能做成开口式铁芯，而不能是闭口式铁芯。对于更适合采用闭口卷铁芯的小容量变压器也只能采用开口式卷铁芯。

c、开口式铁芯的开口部位材料要经过多次折弯，特别是材料经退火后的折弯，使材料增加应力，使铁芯的性能下降，空载损耗上升。

d、开口式铁芯开口部位非晶合金材料对接处存在空隙，以及拼合不够紧密等原因，噪声要比同容量闭口铁芯的噪声大。

e、开口部位非晶合金材料在闭合时，非晶合金材料受到弯曲，非晶合金材料表面容易脱落，产生鱼鳞片状物，这些片状物飘浮在变压器油中容易引起变压器故障，使变压器的安全性下降。

f、非晶合金材料由于太薄，所以做成的铁芯刚性很差，无法承受线包的重量，必须增加支承件来承受铁芯的重量，增加器身装配的难度。

g、非晶合金材料比较昂贵，材料来源单一，不利于大量推广。

综上所述，鉴于非晶合金材料是一种优点突出，但缺点也十分明显的材料，因此，如何提供一种新型组合截面非晶合金卷铁芯，保持这种材料优点，克服其缺点，是本申请人致力研究的内容之一。

发明的内容

本发明的目的在于提供一种能够提高铁芯性能、节省材料和降低成本的非晶合金卷铁芯及其制造方法，并能够改善铁芯加工工艺性和提高变压器工作的可靠性。

本发明所提供的一种非晶合金卷铁芯，其特征在于：该卷铁芯是由若干个不同截面形状卷绕形成的单框拼合而成，并使拼合后铁芯截面形状呈预定的准圆形、准多边形或复合形，又：该卷铁芯采用非晶合金材料或非晶合金和硅钢带二种材料制成。

在上述的非晶合金卷铁芯中，在所述若干个单框中，以截面最大者为主框，该主框是由非晶合金直带料连续卷绕而成，其余单框是由不同形状的硅钢带连续卷绕而成。

在上述的非晶合金卷铁芯中，不同形状的硅钢带是梯形带、弧形带或直带。

在上述的非晶合金卷铁芯中，若干个独立的单框采用套装方式并以单框贴合面相互紧密贴合固定，拼合形成铁芯整体。

在上述的非晶合金卷铁芯中，若干个相互拼合的单框为闭口单框，拼合后的铁芯是闭口卷铁芯。

在上述的非晶合金卷铁芯中，若干个相互拼合的单框为U形的开口单框，拼合后的铁芯为开口卷铁芯。

在上述的非晶合金卷铁芯中，若干个单框拼合成的卷铁芯为单相卷铁芯、三相三柱平面卷铁芯、三相五柱平面卷铁芯或三相立体卷铁芯。