专利名称：无定型芯组件外壳的制作方法
一般说来，本发明涉及电工变压器，更准确地说，涉及制造变压器的新的改进的方法，它包括穿过接缝的无定形金属芯。
即使变压器是高效率的，电气公用事业公司使用的电工变压器中的芯损耗也是生产的能量中的一个重大损失。随着能值的增加，正在继续不断地寻找减少这些损耗的方法。在配电机电源变压磁芯中使用无定形金属看来是有吸引力的，因为，当等效电感时，电工级无定形金属的芯损耗仅为常规晶粒取向电工钢损耗的25%～35%。
然而，无定形金属除它们的生产成本比常规电工钢较高外，还造成许多与常规电工钢无关连的制造问题。例如，无定形金属是很薄的，厚度只约有1～1 1/2 密耳，尤其是它在退火后很脆。无定形金属对应力也很敏感。磁芯上的任何压力或在退火后它的形态上的变化都将增加其损耗。无定形金属芯产生制造问题的另一特征是当它被缠绕后芯有特大柔性。例如，用无定形金属绕成的磁芯是不能自立的，倘绕组不保持垂直取向，当磁芯被缠绕后其芯棒被切除时，该芯将由于它自身的重量而倒塌。
和无定形金属芯有关连的问题使芯的制造劳动强度大而且花费很多。解决这些问题的多种措施已经提出来了。请看，例如美国专利4，592，133;4，615，106;4，723，349;4，761，630;4，766，407;和4，709，471。
仅管有了这些公开的现有技术，仍然需要一种减少制造成本并降低生产线复杂性的制造无定形金属芯的方法。
我们已经发现了具有无定形金属芯的变压器，可用这样的方法生产以减少微振磨损至最低程度并使劳动强度降低。
在本发明中，压板和芯接合面间引入了油相容的多孔垫，垫和极用构架固定在适当的位置。当流体可向芯流动时，这种装置和方法能够有效地截除颗粒物质。
本发明的一个目的是提供一种改进了的无定形芯变压器。
本发明的另一目的是提供制造无定形金属芯的一种经济的方法。
本发明还有一个目的是提供一种低微振磨损故障的无定形金属芯。
通过只作为示例的附图，阅读以下详细说明可以更多的了解本发明。其中
图1为部件分解图，展示按照本发明方法初期制备的无定形金属芯的目前优选实施例。
图2展示本发明无定形金属芯的端视图的目前优选实施例。
供变压器使用的有接缝的无定形金属芯包括配置在芯接合面上的油相容的多孔垫，其次压板一般地安置在紧接油相容的多孔垫的位置，构架放在压板附近，将油相容的垫和压板以一般地紧接固定在芯面上，这种构造形式用降低劳力费用和简化配线的方法提供一种经济的有接缝的无定形金属芯。而且，由于芯的边缘非常尖锐、粗糙，现有技术中的芯接头容器与芯的边缘间的微振磨损成为问题。本发明可消除磨损故障。
图1和图2中展示的方法是在芯已被取出，芯接头已被封闭并用电工钢套如一种磁性合金(Hypersll)包装后进行。
图1展示无定形金属芯(2)的部件分解图，为了具体说明起见，展示单个的芯(2)。然而，本发明可使用多芯。芯(2)在碳钢芯棒(未显示)上形成并可放在电工钢套(4)内。芯有两表面(6)、(8)，和三铁心柱(10)、(12)、(14)。
在变压器里可使用任何数的芯，本发明并非有意限于图中所示两铁心柱芯型变压器。例如，本发明也可适用于壳形变压器上，其中单个线圈(具有两个或两个以上的绕组)环绕两芯的对接铁心柱。无定形金属芯不一定都是长方形的，而可能有任何其他的适当形状，比如交叉形的(长方形的，但具有园形截面)或环形的(园形或具有长方形或园形截面的椭园形)。
无定形金属芯可由单个小芯(Corelette)或多个小芯组成，其中宽度较大的变压器比无定形金属的通用宽度的更合乎需要。无定形金属是市场上可以买到的材料，由联合信号公司销售，其商业名称为“麦地格拉斯”(Metglas)，标称厚度约1密耳宽度约1英寸到约8英寸。一般由铁、硼、硅制成，具有代表性的含有铁约80%(按重量)，硼14%和硅4%，也还含有碳、镍和其它元素。它由对金属薄板进行快速淬火而制备。(为了增加信息可把美国专利第3，845，805加入作参考)。本发明适用于含有无定形金属芯的任何型变压器，其中芯被缠绕并穿过，但是最好的变压器是配电油冷变压器，正如本发明的教导最适用于这种型式的变压器。
树脂材料(16)可任意选用于芯(2)的铁心柱(10)、(12)、(14)的表面(6)、(8)上、树脂涂料(16)用于变压器芯的各表面上以增加变压器芯的强度，为了便于制造要避免无定形金属块从芯中逸出。目前优选实施例中树脂材料由复合成分构成。尤其是涂有树脂材料的基片可用于铁心柱(10)、(12)、(14)的表面(6)、(8)上。
只要树脂材料与树脂涂敷的基片及变压器油是相容的，任何树脂粘合剂都可以使用。使用热固化树脂(比如B553，美国宾州庄园西屋电气公司的商业产品)较为可取。目前优选实例中，在涂芯以前粘合剂施加到基片上。目前优选基片为用热固化树脂浸透的牛皮纸。
油相容的多孔垫是为了它和变压器环境的兼容性而选择的。特别是，较好的垫(18)必须和变压器油相容而且是多孔的，以便在阻止无定形金属碎片流动时为变压器流体的出入创造条件。此外，油相容的多孔垫有较好的柔性、可压缩性和热的稳定性。毡或泡沫材料垫用作油相容的多孔垫(18)较好。例如泡沫材料垫如聚酯必须是开孔泡沫并为弹性体。毡垫的适当实例为净羊毛、棉毡等等。
参考图1及图2，压板(20)通常安置在和垫(18)紧接的位置。压板(20)一般用于固定线圈而不使芯(2)上受力，并将芯和线圈组件固定在外壳如箱或其它容器(示显示)上。压板(20)可能是任何非金属绝缘材料，比如绝缘纤维板，厚硬纸板、木材、胶合板比如西屋电气公司生产的胶纸板等等。
油相容的多孔垫(18)和压板(20)从芯上部向下延伸到芯面及至线圈(24)。油相容的多孔垫(18)、压板(20)及构架(22)固定在芯(2)上形成芯组件。芯组件最好配置在芯(2)的顶部和底部，如图2所示。
构架(22)安放在压板(20)的上方使油相容的多孔垫(18)和压板(20)以一般紧密接触固定于芯接头表面(6)、(8)上。构架(22)可用任何可靠材料制成。特别是碳素钢最好。构架(22)沿垫(18)或板(20)的表面一般地向芯面下方延伸。构架(22)和芯面6搭接以保持压板(20)位置的完整性，构架(22)最好设计成使油相容的多孔垫(18)和压板(20)对芯实行静压配合。特别是构架的尺寸最好使油相容的多孔垫(18)在其适当位置上稍微被压缩。
绑扎带(26)放在构架顶部附近，穿过或送至芯(2)与线圈(24)之间，围绕构架(22)底部，拉紧并夹在适当位置。绑扎带(26)把整个芯组件固定在应有的位置。
参考图2，它展示成品芯的端视图，芯(2)有一在适当位置的线圈(24)。油相容的多孔垫(18)和封闭接头区的芯面(6)、(8)一般地紧密接触。压板(20)和油相容的多孔垫(18)一般地紧密接触。构架(22)安放在板(20)的上方位置。构架(22)在芯(2)的顶上方延伸并安置或固定压板(20)一般为垂直的位置，从而，将垫(18)以一般紧密接触固定在芯(2)上。
目前优选实例考虑到芯(2)顶部和线圈(24)间留有间隙。这间隙为将各部件，比如断路器，固定在构架(22)上而不损伤芯(2)创造条件。
羊毛毡和聚酯泡沫用作试验，垫厚3/16英寸，装置用两者变换试验4小时。这些试验没有引起损耗恶化，但当拆除本装置时，在垫中可以找到一些被网捕的“麦地格拉斯”(Metglas)小碎片。
毡垫和泡沫垫都不显示品质降低或在靠近压板出现磨擦接触的边缘上有磨损现象，说明在恶劣条件下油相容的多孔垫(18)、压板(20)及构架(22)作为特种过滤器的封闭效果。这次试验也证明芯外壳的必要性。
安装装置的材料估计时间少于1分钟。
为了具体说明，对本发明的特别实例已描述如上，但是，在不违背所附权利要求中描述的本发明的条件下，可以进行细节的多种变化。对比，本领域的技术人员可以作出正确评价。
图1、2中标号所指部件名称2core芯4anelectricalsteeljacket电工钢套6、8faces表面，thecorefaces芯面10、12、14legs铁心柱16resinousmaterial树脂材料18theoilcompatibleporouspads油相容的多孔垫20pressureplates压板22theframe构架24thecoil线圈26thebandingstraps绑扎带
权利要求
1.无定形金属芯装置包括具有一个接头的三铁心柱无定形金属芯；油相容的多孔垫安置在无定形金属芯的上述接头的任何一面；压板通常配置在和上述油相容的多孔垫紧密接触的位置；构架装置安放在把上述油相容的孔垫和上述压板固定在上述无定形芯面的位置从而形成一个芯组件。
2.按权利要求1所述的装置，其特征是上述装置包括配置在上述芯组件周围的绑扎带。
3.按权利要求1所述的装置，其特征是上述油相容的多孔垫为泡沫材料或毡子。
4.按权利要求1所述的装置，其特征是上述压板为非金属绝缘材料。
5.按权利要求1所述的装置，其特征是上述油相容的多孔垫和上述压板沿芯面向下延伸直至线圈。
6.按权利要求1所述的装置，其特征是上述构架和上述压板及上述油相容的多孔垫静压配合。
7.按权利要求1所述的装置，其特征是上述芯的三铁心柱用树脂材料涂复。
8.按权利要求1所述的装置，其特征是上述油相容的多孔垫、上述压板和上述构架装置都配置在上述芯的顶部，上述压板和上述构架装置都配置在上述芯的底部。
9.具有一个接头，一个顶部和一个底部的经退火后缠绕的无定形线圈的变压器的制造方法由以下步骤组成(A)把油相容的多孔垫放在无定形金属芯接头的芯面上;(B)通常将压板放在和上述油相容的多孔垫紧密接触的位置;(C)通常将构架装置放在上述压板附近，使上述垫和板固定在上述芯的位置而形成芯组件。
10.按权利要求9所述的方法，其特征包括提供泡沫材料或毡子作为上述油相容的多孔垫。
11.按权利要求9所述的方法，其特征包括在步骤(A)以前将线圈放在上述无定形金属芯的每根铁心柱上。
12.按权利要求11所述的方法，其特征包括将绑扎带卷缠上述芯组件，但不卷缠上述线圈。
13.按权利要求9所述的方法，其特征包括上述芯经退火后进行上述方法的步骤。
14.按权利要求9所述的方法，其特征包括在步骤(A)以前，将树脂涂层和结构支承装置应用到上述芯的铁心柱上。
15.按权利要求11所述的方法，其特征包括在上述油相容的多孔垫和上述压板附近静压配合上述构架装置。
16.按权利要求9所述的方法，其特征包括将上述油相容的多孔垫和上述压板沿上述芯面延伸至上述线圈。
17.按权利要求9所述的方法，其特征包括对上述芯的上述顶部实施上述方法，压板通常放在和上述芯的上述底部紧密接触的位置，构架装置通常放在上述压板附近的位置使上述压板固定在上述芯的上述底部。
18.在具有接头的缠有无定形金属芯的变压器的制作方法中，使上述变压器有自立能力的改进，其特征是用油相容的多孔垫和压板基本上复盖芯接夹面，并用构架装置将上述油相容的多孔垫和压板固定在上述芯面上。
全文摘要
本发明涉及一种具有无定型金属芯的变压器制造方法和装置。无定型金属芯的接合部分的表面用油相容的多孔垫覆盖。在垫的上方配置压极。通常安置在板附近的构架把垫和板固定在无定型金属芯上。绑扎带可围绕芯组件穿过使芯组件更为牢固。
文档编号H01F41/02GK1045889SQ90101349
公开日1990年10月3日 申请日期1990年3月14日 优先权日1989年3月14日
发明者弗兰克·亨利·格兰姆斯, 特伦斯·厄尔, 切诺韦思 申请人:美国亚瑞亚勃朗勃威力有限公司