一种环形铁芯的制作方法

本实用新型涉及环形变压器领域，具体的说是一种环形变压器用的环形铁芯。

背景技术：

在电子变压器的应用上，环形变压器主要作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器以其良好的输出特性和抗干扰能力，应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，由于它的性能高、造价高，因此，环形变压器是变压器家族中的“贵族”。绕制环形变压器所用的铁心即环形铁心，是变压器造价高的重要原因。现有的环形铁芯一般采用冷轧晶粒取向硅钢片（片厚一般为0.35mm以下）整带沿着“取向”方向卷制而成，再经过热处理及浸渍，使铁心的磁性能得到恢复。由于其特殊的结构使环形铁心性能比EI形和C形的更佳，具体体现在如下几个方面：

1）漏磁小，由于环形铁心是由整带沿“取向”卷绕而成，没有接缝，磁路封闭，因此其漏磁小，而EI形铁心因存在大量接缝因而漏磁较大；

2）损耗小，温升低，效率高，环形铁心都是由高硅晶粒取向硅钢片卷制而成，磁通密度为1.4～1.7T，绕组匝数少，内阻低，大大降低了铁损、铜损，所以温升低，效率高；

3）过载能力强，环形变压器还有一个很大的优点是过载能力强，因为内阻小，反应快，当外加负载突然增加时，环形变压器可以很快提升电流；这一点在Hi-Fi音响应用上特别重要；这也是环形变压器大量应用在音响电路上的主要原因之一；

4）体积小、重量轻，由于环形铁心磁通密度较高，故铁心体积较小，铜线用量也少，因此，用环形铁心绕制的变压器其重量比EI形的轻40%；

5）噪音低、无震动，环形铁心由一条整带卷制而成，卷制紧密，又无接口，铜线也是直接绕制在铁心上，没有间隙，所以其噪音低，无震动。

由上述可知，环形铁芯具有诸多优点，但是，尽管如此，铁芯的制作成本很高，因此，环型变压器多局限用于高级音响和仪器仪表等对性能要求高的领域，成本问题成为限制环形变压器推广应用的重要原因。

其中，影响环形铁芯成本的重要因素是材料成本，即硅钢片的成本。而在某些领域却存着大量的硅钢片废料，例如：在钢铁企业制造硅钢的过程中，在制造大型变压器（例：电力变压器）铁芯的过程中，在拆解大功率变压器的过程中，在回收全球废旧变压器和废旧硅钢资源的过程中，均产生了大量（厚度0.35mm以下）的废旧硅钢带和角料，其中硅钢带一般为较短和较窄的带料，无法直接绕制成小规格的环形变压器。对于这些废旧资源的利用，目前有两种回收利用方法：1）冲压成更小的E型或EI矽钢片；2）重新冶炼。对于第一种利用方法，仍然进一步产生更小的废旧带、角料资源，利用不彻底，对于第二种利用方法，会浪费资源和能源且不环保。

综上所述，本案申请人基于环形铁芯的固有结构，研发出一款能由目前可大量获得的硅钢废料制作而成的环形铁芯，科学、环保的对废旧物料进行了回收利用，大大降低了环形铁芯的材料成本，从而能在某些领域利用环形变压器替代EI型变压器，改善了变压器的性能，大大扩展了环形变压器的应用范围。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、制作方便、能对废料进行综合应用从而大幅降低成本的环形铁芯。

为解决上述技术问题，本实用新型的环形铁芯的结构特点是该环形铁芯由复合式卷绕带卷绕而成，该复合式卷绕带为双层结构，底层为一整条宽型带料、顶层为由碎料拼接而成的拼接料层，拼接料层由多块片状角料拼接成、或者由多条窄型带料拼接成又或者由两条窄型带料和多块片状角料拼接成。

所述拼接料层由两条窄型带料和多块片状角料拼接成，两条窄型带料的长度与宽型带料的长度一致，宽型带料的宽度与铁芯的宽度一致，窄型带料的宽度小于宽型带料宽度的四分之一；各片状角料依次拼接并沿宽型带料的长度方向平铺在宽型带料正面的中部，形成带状的角料拼接区；两条窄型带料平铺在宽型带料正面靠近两侧边沿的位置上并在角料拼接区的两侧形成两条围沿。

所述环形铁芯包括多段复合式卷绕带，各段卷绕带通过卷绕机依次卷绕，相邻两段卷绕带的衔接部位无缝对接。

所述宽型带料和窄型带料由废旧硅钢带经裁切加工而成，所述片状角料由废旧硅钢角料经裁切加工而成。

所述片状角料为三角形或梯形，各片状角料交错插接，相邻的边无缝拼接。

所述片状角料为方形，各片状角料依次排列，相邻的边无缝拼接。

本实用新型的有益效果是：宽型带料作为卷绕的基带，拼接料层可单独包括片状角料或单独包括窄型带料，或者由两条窄型带料在基带正面的两侧形成围沿，中部使用不同形状的角料拼接形成带状的角料拼接区，该三种方式可灵活选用，通过该种双层逐层卷绕的方式而最终得到需要规格的环形铁芯；其中，宽型带料和窄型带料均可由废旧硅钢带加工后得到，片状角料则可由废旧角料通过简单裁切后而直接得到，借助该复合式卷绕带的结构，充分有效的利用了废旧硅钢材料，大幅降低了成本；另外，由于废旧带料的长度一般不会很长，因此，一个环形铁芯往往需要多段复合式卷绕带，对于各段卷绕带，只需将衔接部位对接起来即可，加工制作十分方便。

本实用新型的环形铁芯在制作成本上的优势以及在废料回收领域的贡献是非常明显。然而，由于有了更多的接缝，不可避免地其漏磁和磁阻会比同等规格采用整条硅钢带卷绕的环形铁芯要增加，但是，其性能仍优于EI型铁芯,并能保留环形铁芯结构所固有的优点。因此，利用本实用新型的环形铁芯制作的变压器，在等功率替代EI型铁芯变压器时，可大幅减少变压器重量，且制作成本也小得多，即利用本实用新型制作的变压器完全可替代EI型变压器，能达到甚至能超过EI型变压器的要求，从而大大拓展了环形变压器的应用范围。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型其中一种实施方式的结构示意图；

图2为图1中A部放大结构示意图；

图3为复合式卷绕带其中一种实施方式的结构示意图；

图4为复合式卷绕带另一种实施方式的结构示意图；

图5为复合式卷绕带又一种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的环形铁芯由复合式卷绕带卷绕而成，复合式卷绕带为双层结构，底层为一整条宽型带料1、顶层为由碎料拼接而成的拼接料层，拼接料层由多块片状角料3拼接成、或者由多条窄型带料拼接成又或者由两条窄型带料2和多块片状角料3拼接成。宽型带料1作为卷绕的基带，拼接料层可单独包括片状角料或单独包括窄型带料，或者由两条窄型带料在基带正面的两侧形成围沿，中部使用不同形状的角料拼接形成带状的角料拼接区，该三种方式可灵活选用，通过该种双层逐层卷绕的方式而最终得到需要规格的环形铁芯。

对于拼接料层的三种结构形式，根据废料情况和具体需要进行选用，优选第三种结构，即：拼接料层由两条窄型带料2和多块片状角料3拼接成。其中，两条窄型带料2的长度与宽型带料1的长度一致，宽型带料1的宽度与铁芯的宽度一致，窄型带料2的宽度小于宽型带料1宽度的四分之一；各片状角料3依次拼接并沿宽型带料1的长度方向平铺在宽型带料1正面的中部，形成带状的角料拼接区；两条窄型带料2平铺在宽型带料1正面靠近两侧边沿的位置上并在角料拼接区的两侧形成两条围沿。窄型带料2在基带正面的两侧形成围沿，中部使用不同形状的片状角料3拼接形成带状的角料拼接区，通过该种夹层式逐层卷绕的方式而最终得到需要规格的环形铁芯。其中，宽型带料1和窄型带料2由废旧硅钢带经裁切加工而成，片状角料3由废旧硅钢角料经裁切加工而成，借助该复合式卷绕带的结构，充分有效的利用了废旧硅钢材料，大幅降低了成本；另外，由于废旧带料的长度一般不会很长，因此，一个环形铁芯往往需要多段复合式卷绕带，即环形铁芯包括多段复合式卷绕带，各段卷绕带通过卷绕机依次卷绕，相邻两段卷绕带的衔接部位无缝对接，直至环形铁芯达到设计外径，此时用氩弧焊将卷绕带的起始端和末端焊接固定。

对于片状角料的具体形状，依据废角料的形状而定，具体的，如图3和图4所示，片状角料3为三角形或梯形，各片状角料交错插接，相邻的边无缝拼接。或者如图5所示，片状角料3为方形，各片状角料依次排列，相邻的边无缝拼接。

本实用新型的环形铁芯在制作成本上的优势以及在废料回收领域的贡献是非常明显。然而，由于有了更多的接缝，不可避免地其漏磁和磁阻会比同等规格采用整条硅钢带卷绕的环形铁芯要增加，但是，其性能仍优于EI型铁芯,并能保留环形铁芯结构所固有的优点。因此，利用本实用新型的环形铁芯制作的变压器，在等功率替代EI型铁芯变压器时，可大幅减少变压器重量，且制作成本也小得多，即利用本实用新型制作的变压器完全可替代EI型变压器，能达到甚至能超过EI型变压器的要求，从而大大拓展了环形变压器的应用范围。

综上所述，本实用新型不限于上述具体实施方式。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，可做若干的更改或修饰。上述更改或修饰均落入本本实用新型的保护范围。