專利名稱：一種非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
非晶合金變壓器是一種優(yōu)異的低損耗節(jié)能變壓器，它利用非晶合金材料代替硅鋼片制成 鐵芯，它的特點(diǎn)是空載損耗低和空載電流小，因此得到了越來越多的重視。非晶合金鐵心都 是由非晶合金帶材巻繞而成，但是目前非晶合金帶材主要依賴進(jìn)口，帶材寬度尺寸的規(guī)格很 少，因此現(xiàn)有的非晶合金變壓器鐵心都是矩形截面，不能為圓形或多邊型截面。由于截面積 形狀中圓的周長最小，選用矩形截面的鐵心相對于采用圓形鐵心截面的繞組線圈平均匝長要 長，不僅浪費(fèi)銅，還增加會變壓器的負(fù)載損耗?，F(xiàn)有矩形截面的非晶鐵心也決定了繞組線圈 形狀也只能是矩形的，當(dāng)變壓器發(fā)生短路時，矩形繞組的受力不及圓形繞組均勻，承受短路 電動力容易變形。這進(jìn)一步降低了非晶合金變壓器的抗短路能力。
中國專利200610117478.8的發(fā)明專利提出了一種三框三柱式非晶合金變壓器的鐵心結(jié) 構(gòu)，這種鐵心結(jié)構(gòu)由一組或多組鐵心組組成，每組鐵心是由一個大框鐵心內(nèi)套兩個小框鐵心 組成的。這種鐵心結(jié)構(gòu)無論是一組還是多組的鐵心截面都為矩形，這樣就無法避免矩形截面 鐵心對應(yīng)的繞組線圈平均匝長長，抗短路能力差等一系列缺點(diǎn)。專利號為ZL 200620046097. 0 的實(shí)用新型專利提出了一種非晶合金巻鐵心結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是由非晶合金和硅鋼片兩種材質(zhì) 巻繞為若干不同截面的鐵心框然后拼合而成的，拼合后的截面成近似圓形。在這種結(jié)構(gòu)中由 于使用了非晶合金和硅鋼片兩種材質(zhì)，極大的增加了制造工藝的復(fù)雜性，由于這種結(jié)構(gòu)中硅 鋼片巻繞的鐵心截面形狀都是為了彌補(bǔ)近似圓的邊緣形狀，因此制造一個拼合鐵心所需要的 硅鋼片巻繞鐵心的形狀種類很多，工藝復(fù)雜，實(shí)際可操作性難度大。又由于這種結(jié)構(gòu)中非晶 合金材料只繞成主框，占鐵心比重低，因此這種鐵心結(jié)構(gòu)就很大程度削弱了非晶合金鐵心所 具有的空載電流小，空載損耗低的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的主要是克服現(xiàn)有非晶合金變壓器矩形截面鐵心的缺點(diǎn)，提高非晶合金變壓器 鐵心性能，節(jié)約材料，提高變壓器的抗短路能力，提出一種由單一非晶合金材料巻繞的鐵心 結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的非晶合金鐵心結(jié)構(gòu)是一種由非晶合金帶材巻繞的截面成圓形的鐵心結(jié)構(gòu)。這種 結(jié)構(gòu)中導(dǎo)磁材料只有非晶合金一種，非晶合金帶材的寬度可以為一種或多種，因此制造工藝相對簡單，可以充分發(fā)揮非晶合金鐵心的優(yōu)點(diǎn)。并且本發(fā)明的鐵心柱截面為圓形，節(jié)約了繞 組線圈的材料，提高非晶合金變壓器的抗短路能力。
本發(fā)明解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是本發(fā)明鐵心由幾個不同截面形狀的單框非晶合
金巻鐵心拼合組成，拼合的鐵心框兩側(cè)由環(huán)氧樹脂成型件填充，使最終組合后的鐵心截面為 圓形。
本發(fā)明的鐵心結(jié)構(gòu)中，幾個單框非晶合金巻鐵心可以由相同寬度的非晶合金帶材繞制而 成，也可以選擇不同寬度的非晶合金帶材。
所述的鐵心結(jié)構(gòu)中，鐵心截面的中部是主框，由四個帶材寬度相同，疊繞厚度相同的非 晶合金單框鐵心構(gòu)成，主框分為內(nèi)外兩層，主框兩側(cè)各有一個疊繞厚度不同于主框的單框鐵 心構(gòu)成副框，這兩個單框鐵心可以選用與主框相同寬度的帶材，也可以選擇與主框不同寬度
的帶材，作為副框的兩個單框巻鐵心疊繞厚度是根據(jù)主框的疊繞厚度確定的，使最終使組合 后的鐵心截面為圓形，最終組合后的鐵心截面與圓形相差的部分由副框兩側(cè)填充相應(yīng)形狀的 環(huán)氧樹脂絕緣成型件。
上述的鐵心結(jié)構(gòu)中，幾個單框非晶合金巻鐵心和絕緣成型件相互緊密貼合固定，拼合形 成鐵心整體。
上述的鐵心結(jié)構(gòu)中，若幾個相互拼合的單框非晶合金巻鐵心為閉口單框，拼合后的鐵心
就為閉口巻鐵心；若幾個相互拼合的單框非晶合金巻鐵心為開口單框，拼合后的鐵心就為幵 口巻鐵心。
上述的鐵心結(jié)構(gòu)中，相互拼合成的非晶合金巻鐵心為單相巻鐵心、三相三柱巻鐵心、或 三相五柱巻鐵心。
相對于現(xiàn)有的非晶合金鐵心，本發(fā)明的鐵心結(jié)構(gòu)的截面成圓形，使線圈的平均匝長降 低，節(jié)省了銅材。由于本發(fā)明鐵心結(jié)構(gòu)中導(dǎo)磁材料只有非晶合金一種，非晶合金帶材的寬度 可以在現(xiàn)有帶寬中選擇組合，因此制造工藝相對簡單，可以充分發(fā)揮非晶合金鐵心空載損耗 低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的鐵心結(jié)構(gòu)也使相應(yīng)的繞組線圈可以為圓形，提高了非晶合金變壓器的抗 短路能力。此外，由于本結(jié)構(gòu)可以做成閉口巻鐵心，不需要進(jìn)行鐵心封口，再加上本鐵心 結(jié)構(gòu)屮包含部分環(huán)氧樹脂成型件，因此提高了鐵心強(qiáng)度和變壓器工作的可靠性。


圖l本發(fā)明實(shí)施方式一非晶合金單相閉口巻鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2本發(fā)明實(shí)施方式一的鐵心柱截面圖3本發(fā)明實(shí)施方式二非晶合金三相三柱閉口巻鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4本發(fā)明實(shí)施方式二的鐵心柱截面圖；圖5本發(fā)明的實(shí)施方式三非晶合金三相五柱閉口巻鐵心的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6本發(fā)明實(shí)施方式三的鐵心柱截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面以單相閉口巻鐵心、三相三柱閉口巻鐵心和三相五柱閉口巻鐵心為例，結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
圖l為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
一非晶合金單相閉口巻鐵心，圖2是這種鐵心結(jié)構(gòu)對應(yīng) 的鐵心柱截面圖。單相巻閉口巻鐵心截面中部由四個帶材寬度相同，疊繞厚度也相同的非晶
合金單框鐵心ll、 12、 13、 14構(gòu)成主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩框；第一內(nèi)主框鐵心13被第 一外主框鐵心ll包納，第二內(nèi)主框鐵心14被第二外主框鐵心12包納；外主框鐵心ll、丄2 的外側(cè)有大鐵心框15，內(nèi)主框鐵心13、 14內(nèi)側(cè)有小框鐵心16;大鐵心框15和小框鐵心16 作為副框；大鐵心框15和小框鐵心16由非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相同。制作時根據(jù)各 單框鐵心的帶材寬度，先確定主框鐵心11、 12、 13、 14的疊繞厚度，再根據(jù)這個疊繞厚度 確定作為副框鐵心15和16的疊繞厚度，再在副框的鐵心框外側(cè)填充相應(yīng)的環(huán)氧樹脂成型件， 最終使組合后的鐵心截面為圓形。
圖3為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
二非晶合金三相三柱閉口巻鐵心，圖4是這種鐵心結(jié)構(gòu) 對應(yīng)的鐵心柱截面圖。非晶合金三相三柱閉口巻鐵心由9個單框非晶合金巻鐵心拼合組成， 其中6個片寬相同，疊繞厚度相也同的單框非晶合金巻鐵心21、 22、 23、 24、 25、 26構(gòu)成 鐵心主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩框；內(nèi)框由第一內(nèi)主框鐵心23、第二內(nèi)主框鐵心24和第三 內(nèi)主框鐵心25、第四內(nèi)主框鐵心26組成，內(nèi)框的外側(cè)被第一外主框鐵心21和第二外主框鐵 心22所包納。第一外主框鐵心21和第二外主框鐵心22的外側(cè)被大鐵心框27包納；第一內(nèi) 主框鐵心23和第二內(nèi)主框鐵心24內(nèi)側(cè)包納有第一小框鐵心28，第三內(nèi)主框鐵心25和第四 內(nèi)主框鐵心26內(nèi)側(cè)包納有第二小框鐵心29。大鐵心框27和小框鐵心28, 29作為副框；大 鐵心框27和小框鐵心28， 29也為非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相同。制作時根據(jù)各單框鐵 心的帶材寬度，先確定主框鐵心21、 22、 23、 24、 25、 26的疊繞厚度，再根據(jù)這個疊繞厚 度確定作為副框鐵心27、 28、 29的疊繞厚度，再在副框的鐵心框外側(cè)填充相應(yīng)的環(huán)氧樹脂 成型件，最終使組合后的鐵心截面為圓形。
圖5為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
三非晶合金三相五柱閉口巻鐵心，圖6是這種鐵心結(jié)構(gòu) 對應(yīng)的鐵心柱截面圖。非晶合金三相五柱閉口巻鐵心由15個單框非晶合金巻鐵心拼合組成， 其中10個片寬相同，疊繞厚度相也同的單框非晶合金巻鐵心31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 310構(gòu)成三相五柱主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩框；內(nèi)框由第--內(nèi)主框鐵心33、第二 內(nèi)主框鐵心34,第三內(nèi)主框鐵心35、第四內(nèi)主框鐵心36，第五內(nèi)主框鐵心37、第六內(nèi)主框鐵心38和第七內(nèi)主框鐵心39、第八內(nèi)主框鐵心310組成，內(nèi)框的外側(cè)被第一外主框鐵心31 和第二外主框鐵心32所包納；第一外主框鐵心31和第二外主框鐵心32的外側(cè)被大鐵心框 311包納；第一內(nèi)主框鐵心33和第二內(nèi)主框鐵心34內(nèi)側(cè)包納有第一小框鐵心312，第三內(nèi) 主框鐵心35和第四內(nèi)主框鐵心36內(nèi)側(cè)包納有第二小框鐵心313，第五內(nèi)主框鐵心37和第六 內(nèi)主框鐵心38內(nèi)側(cè)包納有第三小框鐵心314，第七內(nèi)主框鐵心39和第八內(nèi)主框鐵心3.10內(nèi) 側(cè)包納有第四小框鐵心315;大鐵心框311和小框鐵心312， 313， 314， 315作為副框;大鐵 心框311和小框鐵心312， 313， 314, 315也為非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相同。制作時 根據(jù)各單框鐵心的帶材寬度，先確定主框鐵心31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 310 的疊繞厚度，再根據(jù)這個疊繞厚度確定作為副框鐵心311、 312、 313、 314、 315的疊繞厚度， 再在副框的鐵心框外側(cè)填充相應(yīng)的環(huán)氧樹脂成型件，最終使組合后的鐵心截面為圓形。
權(quán)利要求
1、一種非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于鐵心由不同截面形狀的單框非晶合金卷鐵心相護(hù)緊密貼合固定拼合組成，拼合的鐵心框兩側(cè)由環(huán)氧樹脂成型件填充，使組合后的鐵心截面為圓形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于拼合組成的鐵心 為單相巻鐵心或三相三柱巻鐵心或三相五柱巻鐵心。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于單相巻閉口 巻鐵心截面中部由四個帶材寬度相同，疊繞厚度也相同的非晶合金單框鐵心(11、 12、 13、 14)構(gòu)成主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩框；第一內(nèi)主框鐵心(13)被第一外主框鐵心(11)包 納，第二內(nèi)主框鐵心(14)被第二外主框鐵心(12)包納；外主框鐵心(11、 12)的外側(cè)有大鐵心框(15)，內(nèi)主框鐵心(13、 14)內(nèi)側(cè)有小框鐵心(16);大鐵心框(15)和小框鐵心 (16)作為副框；大鐵心框(15)和小框鐵心(16)由非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于非晶合金三相三柱閉口巻鐵心由9個單框非晶合金巻鐵心拼合組成，其中6個片寬相同，疊繞厚度相也 同的單框非晶合金巻鐵心(21、 22、 23、 24、 25、 26)構(gòu)成鐵心主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩 框；內(nèi)框由第一內(nèi)主框鐵心(23)、第二內(nèi)主框鐵心(24)和第三內(nèi)主框鐵心(25)、第四內(nèi) 主框鐵心(26)組成，內(nèi)框的外側(cè)被第一外主框鐵心(21)和第二外主框鐵心(22)所包納； 第一外主框鐵心(21)和第二外主框鐵心(22)的外側(cè)被大鐵心框(27)包納；第一內(nèi)主框 鐵心(23)和第二內(nèi)主框鐵心(24)內(nèi)側(cè)包納有第一小框鐵心(28)，第三內(nèi)主框鐵心(25) 和第四內(nèi)主框鐵心(26)內(nèi)側(cè)包納有第二小框鐵心(29);大鐵心框(27)和小框鐵心(28， 29)作為副框；大鐵心框(27)和小框鐵心(28， 29)也為非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相 同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于非晶合金三 相五柱閉口巻鐵心由15個單框非晶合金巻鐵心拼合組成，其中10個片寬相同，疊繞厚度相 也同的單框非晶合金巻鐵心(31、 32、 33、 34、 35、 36、 37、 38、 39、 310)構(gòu)成三相五柱 主框，鐵心主框分為內(nèi)外兩框；內(nèi)框由第一內(nèi)主框鐵心(33)、第二內(nèi)主框鐵心(34)，第三 內(nèi)主框鐵心(35)、第四內(nèi)主框鐵心(36)，第五內(nèi)主框鐵心(37)、第六內(nèi)主框鐵心(38) 和第七內(nèi)主框鐵心(39)、第八內(nèi)主框鐵心(310)組成，內(nèi)框的外側(cè)被第一外主框鐵心(31) 和第二外主框鐵心(32)所包納；第一外主框鐵心(31)和第二外主框鐵心(32)的外側(cè)被 大鐵心框(311)包納；第一內(nèi)主框鐵心(33)和第二內(nèi)主框鐵心(34)內(nèi)側(cè)包納有第一小框鐵心(312)，第三內(nèi)主框鐵心(35)和第四內(nèi)主框鐵心G6)內(nèi)側(cè)包納有第二小框鐵心(313)， 第五內(nèi)主框鐵心(37)和第六內(nèi)主框鐵心(38)內(nèi)側(cè)包納有第三小框鐵心(314)，第七內(nèi)主 框鐵心(39)和第八內(nèi)主框鐵心(310)內(nèi)側(cè)包納有第四小框鐵心(315);大鐵心框(311) 和小框鐵心(312， 313， 314， 315)作為副框；大鐵心框(311)和小框鐵心(312， 313， 314， 315)也為非晶合金帶材繞制，疊繞厚度相同。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，其特征在于，鐵心結(jié)構(gòu)中的單 框巻鐵心疊繞厚度根據(jù)非晶合金帶材的寬度確定，首先確定主框的疊繞厚度，再確定副框的 鐵心框的疊繞厚度；副框的鐵心框外側(cè)填充環(huán)氧樹脂成型件，最終使組合后的鐵心截面為圓 形。
全文摘要
一種非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)，鐵心由幾個不同截面形狀的單框非晶合金卷鐵心拼合組成，組合后的鐵心截面為圓形。鐵心截面中部是由四個疊繞厚度相同的非晶合金單框鐵心構(gòu)成主框，主框兩側(cè)各有一個疊繞厚度相同，但不同于主框中的卷鐵心的單框鐵心作為副框，副框鐵心疊繞厚度根據(jù)主框的疊繞厚度確定的，副框鐵心兩側(cè)填充環(huán)氧樹脂成型件，最終使組合后的鐵心截面為圓形。相互拼合成的非晶合金卷鐵心可以為單相卷鐵心、三相三柱卷鐵心或三相五柱卷鐵心。本發(fā)明克服了現(xiàn)有非晶合金變壓器矩形截面鐵心的缺點(diǎn)，提高非晶合金變壓器鐵心性能，節(jié)約材料，提高變壓器的抗短路能力。
文檔編號H01F27/26GK101425365SQ200810118120
公開日2009年5月6日 申請日期2008年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月12日
發(fā)明者張國強(qiáng), 牛文豪, 新 王 申請人:中國科學(xué)院電工研究所