一种非晶合金变压器铁心及包含该铁心的变压器的制作方法

本发明涉及一种变压器卷铁心，具体涉及一种非晶合金变压器铁心及包含该铁心的变压器。

背景技术：

非晶态合金又称为金属玻璃，是一种无晶体结构合金，是近30年来发展起来的新一代软磁材料。非晶态合金采用快速凝固技术，运用平面流高速连铸工艺、以每秒100万℃的冷却速率从钢水直接凝固形成厚度约0.025mm的薄带。非晶态合金材料具有优异的电磁特性，其突出特点是高磁导率、低铁损，作为铁心材料制造的变压器比硅钢变压器空载节能60％～80％。

三相五柱铁心是大型三相变压器常用的结构，随着变压器铁心结构尺寸的增大，三相五柱独立四框式铁心结构应运而生。根据三相五柱独立四框式铁心结构中磁通分布的研究，更需在结构上采取必要的措施，达到降低空载损耗、减少噪声，减小变压器短路电流的点动力，减小线圈的变形量。

然而，目前带材的标准宽度尺寸规格仅有四种，即120mm、142mm、170mm、213mm，无法满足不同容量变压器优化设计要求。对于不同容量的铁心需要不同截面积时，往往只能主要通过改变铁心截面的矩形形状的厚度尺寸来实现，即利用两排或三排铁心叠加的方式来实现。因此，铁心横截面形状只能是矩形一种，不能呈圆形或多边形。由于铁心柱和线圈横截面都是矩形，造成了其抗突发短路的能力下降，必须采取结构加强及压装工艺等弥补措施，且由于采用平面卷铁心结构，接缝多造成噪音的增加。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种非晶合金变压器铁心，该铁心克服了现有技术中矩形铁心柱截面造成的绕组线圈使用寿命短，容易变形的缺点，该铁心具有三相四框五柱式结构，卷铁心柱截面呈圆形或类圆形，抗短路能力大幅提高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种非晶合金变压器铁心，其具有三相四框五柱式结构，该铁心包含四组单框铁心组，该单框铁心组的铁心柱两两相邻设置，由线圈绕组固定成横截面为圆形或类圆形的卷铁心柱，所述的单框铁心组包含两个对称放置且单铁心柱相邻的单铁心框，该单铁心柱的横截面为90度的扇形。

进一步地，该铁心还包含设置在两侧端的旁柱。

所述的旁柱的横截面呈半圆形或类半圆形。

所述的卷铁心柱的数量为3个，呈一字型排列。

所述的单铁心框由不同宽度的非晶合金带材依次堆叠围成环状框式结构，单片非晶合金带材的厚度相同或不同。

所述的非晶合金带材的单片厚度为0.01-0.04mm。

所述的非晶合金带材由内到外按照宽度由小到大堆叠围置成环状框式结构。

所述的非晶合金带材由内到外厚度按照由薄到厚依次设置堆叠。

所述堆叠的相邻非晶带材的宽度均匀梯度变化。

本发明还提供了一种非晶合金变压器铁心，该铁心包含四个单铁心框，该单铁心框的横截面为90度的扇形，四个单铁心框紧邻围置呈横截面为圆形或类圆形的单相铁心柱。

本发明还提供了一种变压器，该变压器包含具有三相四框五柱式结构的非晶合金变压器铁心，该铁心包含四组单框铁心组，该单框铁心组的铁心柱两两相邻设置，由线圈绕组固定成横截面为圆形或类圆形的卷铁心柱，所述的单框铁心组包含两个对称放置且单铁心柱相邻的单铁心框，该单铁心柱的横截面为90度的扇形。

常规铁心的心柱横截面是矩形的，所以线圈需要绕完之后压装成矩形；而本发明提供的非晶合金变压器铁心的铁心柱是圆形或圆形的柱体，绕组线圈时直接用圆形或类圆形的模具绕至完毕即可，不用压装，节约了工艺，节省了成本，而且，该铁心绕组的线圈的截面呈圆形或类圆形，减小了线圈的变形量，有利于提高线圈的使用寿命。本发明提供的铁心用于变压器能增强抗短路能力，减小变压器短路电流的电动力。

附图说明

图1为本发明的一种非晶合金变压器铁心的截面图。

图2为本发明的一种非晶合金变压器铁心的单铁心柱的横截面的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，本发明提供了一种非晶合金变压器铁心100，其具有三相四框五柱式结构，该铁心包含四组单框铁心组，该单框铁心组的铁心柱两两相邻设置，由线圈绕组固定成横截面101为圆形或类圆形的卷铁心柱，所述的单框铁心组包含两个对称放置且单铁心柱相邻的单铁心框10，该单铁心柱的横截面11为90度的扇形，如图2所示。

进一步地，该铁心还包含设置在两侧端的旁柱。

所述的旁柱的横截面呈半圆形类半圆形。

所述的卷铁心柱的数量为3个，呈一字型排列。

所述的单铁心框由不同宽度的非晶合金带材依次堆叠围成环状框式结构，单片非晶合金带材的厚度相同或不同。

所述的非晶合金带材的单片厚度为0.01-0.04mm，优选为0.026mm。

所述的非晶合金带材由内到外按照宽度由小到大堆叠围置成环状框式结构。

所述的非晶合金带材由内到外厚度按照由薄到厚依次设置堆叠。

所述堆叠的相邻非晶带材的宽度均匀梯度变化。

本发明的一个实施例中，非晶合金变压器铁心包含四个单铁心框，该单铁心框的横截面为90度的扇形，四个单铁心框紧邻围置呈横截面为圆形或类圆形的单相铁心柱。

本发明的一个实施例还提供了一种变压器，该变压器包含具有三相四框五柱式结构的非晶合金变压器铁心，该铁心包含四组单框铁心组，该单框铁心组的铁心柱两两相邻设置，由线圈绕组固定成横截面为圆形或类圆形的卷铁心柱，所述的单框铁心组包含两个对称放置且单铁心柱相邻的单铁心框，该单铁心柱的横截面为90度的扇形。

本发明提供的非晶合金变压器铁心的制造方法，具体包含：

第一步：根据铁心尺寸要求纵剪出不同宽度、不同厚度或相同厚度的带材；

第二步：由内向外按照宽度由小到大、厚度由薄到厚堆叠制备单铁心框，其中，最外层的非晶合金铁心叠片用粘胶带固定；

第三步：将两个单铁心框相邻且并列对称放置形成一个单框铁心组，铁心柱相邻且垂直于水平面；将四组单框铁心组两两相邻设置，由线圈绕组四个平行设置的铁心柱，固定成横截面为圆形或类圆形的卷铁心柱，该绕组的线圈的横截面也呈圆形或类圆形。

其中，第二步中，还可包含将单铁心框的铁心柱平行于水平面放置于铁心成型涂胶装置中，利用一定弧度的整形工具冲装各级带宽，确保铁心下表面处于同一平面，使铁心的下表面与铁心成型涂胶装置的垫板完全接触，要求各级带宽端面平滑，与水平面成30°，并按照退火工艺在氮气保护下对单铁心框进行退火；待退火后，用尼龙刷和吸尘器清洁单铁心框叠片层表面，使之表面清洁无碎片无杂质，防止环氧树脂渗漏到搭头部位，用较稠的环氧树脂预先封填叠片层间的缝隙，在铁心表面涂覆一层较稀的薄环氧树脂，使环氧树脂充分浸入叠片层内，要求涂层表面均匀，厚度不超过1mm，表面无气泡，待环氧树脂固化后再用铲刀修整铁心边缘渗出的环氧树脂，在单铁心框的搭头部夹上特殊夹具，直至夹紧为止。

综上所述，本发明非晶合金变压器铁心的铁心柱为圆形或类圆形的柱体，绕组线圈时直接用圆形或类圆形的模具绕至完毕即可，不用压装，节约了工艺，节省了成本，且克服了矩形线圈导致的抗突发短路能力差的缺陷。进一步地，本发明的铁心绕组的线圈的截面呈圆形或类圆形，减小了线圈的变形量，有利于提高线圈的使用寿命。本发明提供的铁心用于变压器能增强抗短路能力，减小变压器短路电流的电动力。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。