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CN1044731A - 非晶态金属变压器磁芯叠层 - Google Patents

非晶态金属变压器磁芯叠层 Download PDF

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Abstract

所分开的是一种制造带有非金属磁芯的变压器的方法。经热处理的绕制非晶态金属磁芯的面上盖有涂树脂衬底。通过压磁芯面将磁芯和涂树脂衬底粘结在一起。另一面用同样方法处理。结果，涂树脂衬底与变压器磁芯成一个单元。衬底防止非晶态金属磁芯碎片跑到变压器油中，而且衬底自身也成了磁芯的一个结构组件。

Description

本发明涉及有非晶态金属磁芯的变压器，更确切地说，涉及这种类型的有绕制矩形磁芯的变压器。
尽管成本高，但非晶态金属还是正在取代变压器磁芯中的电工级钢，这是因为与含规则取向晶粒的电工钢相比，它是一种低耗损材料。通过在一个两件内芯线磁芯支承物上把一非晶态金属薄片绕成一个磁芯，切开磁芯的一段，使非晶金属成一个一般的矩形。用一条非晶态金属绕制的磁芯不能自承，如果没有其它支承，或者如果绕芯的模具部分被从芯窗取出，它就会散开。如果非晶磁芯不是在退火组态工作，其损耗就会增加。非晶态金属经热处理后变得很脆。热处理使磁芯的磁性质达到最佳。但是，热处理后非晶态金属的碎条片会污染冷却液。
需要有一种大量生产磁芯同时避免在变压器冷却剂中出现污染物的方法。
还需要有一种能大量，经济地生产自承非晶态金属变压器的方法。
本发明的一个目的是制造带非晶态金属磁芯的变压器。
本发明的另一个目的是提供一种制造带非晶态金属磁芯的变压器的经济的方法。
我们发现一种制造带非晶态金属磁芯的变压器的方法，用此方法可以最大限度地减小对非晶态金属的损坏和非晶态金属造成的损害。
在本发明中，用一种结构材料把非晶态金属芯的三条腿包在两侧或两面上，以增加芯的结构强度并防止碎片从芯中掉出。
当非晶态磁芯温度约为200℃时，将它从热处理工序中取出。在连接区上放一多孔材料如棉布，在磁芯的三条腿的面上放一个涂有树脂的衬底。
把磁芯放在一个压力机中以便定尺寸和使涂树脂衬底固接到磁芯上。然后把磁芯从压力机中取出，切开涂树脂材料的边缘并将其折叠，以盖住磁芯。在磁芯的其它面上重复此工序。
以下将参照附图对本发明进行详细描述，阅读了下面的详细描述后，读者将会更加了解本发明。这些描述是以举例的方式进行的。
在附图中：
图1显示根据本发明的方法的处于制备初级阶段的一个非晶态金属磁芯的最佳实施方案的部件分解图。
图2是显示待插入压力机中的图1中的部件的图。
图3显示根据本发明的，放在压力机中的一个非晶态金属磁芯的最佳实施方案。
图4显示压制后的图1中的磁芯。
在本发明中，如图1至图4中所显示的那样，热处理后磁芯中的余热被用来将浸胶衬底固接到磁芯上。压制工序是在磁芯从热处理工序中取出后，温度约为150℃到180℃时进行的。
图1显示一个非晶态金属磁芯1。显示单个磁芯1是为了便于说明。然而在本发明中可能要用多个磁芯。磁芯成形于一个碳钢芯（未示出）上，可以放在一个电工钢套（未示出）和一个磁芯接合面12内以进一步保护非晶态金属。磁芯有两个面2，4和三段6，8，10。涂树脂衬底14正被加到磁芯1的面2和三段6，8，10上。涂树脂衬底14的一面上涂有树脂材料16。在一最佳实施方案中，涂树脂衬底由多个组件构成，在图1中是三个部件13，15，17，在稍后的步骤中，多个组件便于绕磁芯折叠。把一种多孔材料18，如纺织棉布，盖在磁芯接合面12上。
图2显示涂树脂衬底14和多孔衬底18已就位的磁芯1。涂树脂衬底14盖住多孔衬底18不到一英寸，约为 1/2 英寸。
图3显示被压力机20压到磁芯1上的涂树脂衬底14，受压面2和尺寸控制装置22，如液压缸或传动装置，一起决定磁芯的大小。涂树脂衬底由一块能压在一个不规则表面的材料26如硅橡胶上的压板24压住。磁芯留在压力机20中30到60秒。
图4显示浸胶衬底14被切割并折到磁芯1的侧面6，8，10上之后的磁芯。
另一个与涂树脂衬底14类似或全同的第二涂树脂衬底（未示出）可以放在磁芯的另一面上。另外，涂树脂衬底14也可放在磁芯的两面上，然后再受压。
纺织棉布是多孔衬底的最佳选择。当磁芯在真空中被置于油中时，多孔衬底18可使磁芯中的空气被油取代，但是不允许非晶态金属碎片进入磁芯外的油中。如果不减轻磁芯中的气压，它就会给磁芯施加应力，损害其磁性质。
可以采用任何与涂树脂衬底相容的树脂粘接剂，并且可以使用变压器油。最好是用热固化树脂（如B553，Westinghouse    Electric    Corporation，Manor    Pennsylvania的商品）。在一个最佳实施方案中，在将衬底加到磁芯上之前先将粘接剂加到衬底上。最佳衬底是浸有热固化树脂的Kraft纸。
在变压器中可以用任意数目的磁芯，本发明并不局限于附图中所示的两段芯结构变压器。例如，本发明也可用于壳结构的变压器，一单个线圈（有两个或多个绕组）环绕两个磁芯的对接段。非晶态金属磁芯不必一定是矩形的，也可以具有其它合适的形状，如十字形（矩形，但有一个圆形截面）或者环面形（圆形或椭圆形但有一个矩形或圆形截面）。
非晶态金属磁芯可以由一个单独的磁芯组成，也可由多个磁芯组成，如果希望变压器宽度大于非晶态金属能达到的宽度。所用非晶态金属为Allied    Signal    Corporation出售的商品名为“METGLAS”的商品化材料，其标称厚度约为1密耳（0.001英寸），宽度约为1到8英寸。它一般用铁、硼、硅制成，典型地含铁80%。（重量比），硼14%，和硅4%，也可含碳、镍，和其它元素。它是通过将一薄金属带快速淬火制备的。（参看美国专利No.3，845，805，本文将它用作参考文献）。本发明可应用于任何类型的含经绕制、切割的非晶态金属磁芯的变压器，但是最好是配电油冷变压器，这是因为本发明的精神最适用于这类变压器。
我们发展了一种简单、快速、廉价的制造非晶态金属变压器的方法。一个涂树脂衬底被加到变压器磁芯的面上，以增加变压器的强度以便制造，并且阻止非晶态金属碎片流到磁芯外。
以上为便了说明，对本发明的个别实施方案作了描述，但本行业中的专家会理解到在细节上可作许多变化而不偏离所附的权利要求描述的本发明。

Claims (7)

1、制造有绕制非晶态金属磁心的变压器的方法，它使变压器能支承自身，其特点在于用涂树脂衬底盖住所述磁芯的面，以避免所述非晶态金属的碎片跑出，同时衬底构成所述磁芯的一个结构组件。
2、一种制造带有经热处理的非晶态金属磁芯的可修理变压器的方法，包括：
（A）用一涂树脂衬底盖住所述磁芯的面;以及
（B）压住所述磁芯面，从而使所述涂树脂衬底粘到所述磁芯的所述面上。
3、根据权利要求2的方法，包括提供一个浸有热固粘接树脂的Kraft纸衬底。
4、根据权利要求2的方法，包括提供一个有一矩形截面的矩形磁芯，并在压制后将线圈置于每个与切开段相邻的段上。
5、根据权利要求4的方法，包括在所磁芯的所述面上盖上所述涂树脂衬底之后将一多孔材料置于所述切开段上。
6、根据权利要求2的方法，包括在把所述磁芯热处理后执行所述方法。
7、根据权利要求6的方法，包括在所述磁芯温度约在150℃到180℃时压住所述磁芯。
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