降低变压器铁心空载损耗的方法及线圈绕组套装组件与流程

本发明涉及变压器技术领域，具体而言，涉及降低变压器铁心空载损耗的方法及线圈绕组套装组件。

背景技术：

非晶合金变压器铁心采用非晶合金带材叠加而成，由于非晶合金带材的金属原子呈无序非晶体排列，它与传统的磁性材料相比，具有高饱和磁感、低损耗、高起始导磁率及低矫顽力等特性，使得非晶合金铁心拥有较低的空载损耗。

然而，非晶铁心在生产工艺过程中采用开口片状非晶带材叠加而成，由于每组非晶带材剪切时存在一定的厚度，因此在每组非晶带材搭接处形成一个宽度为2mm，长度为3-5mm的空隙，这个空隙的存在提高了铁心的磁阻，从而增加了非晶合金变压器铁心的空载损耗值。

鉴于此，提出本申请。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种降低变压器铁心空载损耗的方法，旨在降低变压器的空载损耗值。

本发明的另一目的在于提供一种用于变压器的线圈绕组套装组件，其能够有效降低合金变压器的空载损耗值。

本发明是这样实现的：

一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括如下步骤：

多层非晶合金带材搭接后形成具有搭头空隙的非晶合金铁心，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；

将复合材料注入非晶合金铁心的搭头空隙中，并固化成型；

其中，复合材料包括环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料，且环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料的质量之比为40-60:70-90:1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料的质量之比为47-53:76-84:1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，挥发性溶剂选自酮类、醇醚类和酯类中的任意一种；

优选地，挥发性溶剂选自丙酮、环己酮、甲基异丁基酮-甲乙酮、乙二醇甲醚和乙酸乙酯中的任意一种；更优选为丙酮。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，铁磁性材料选自铁粉和/或软磁铁粉。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，复合材料的成型过程包括以下步骤：将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置30-60min；

优选地，在静置过程中对非晶合金铁心的搭头空隙进行加热。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，非晶合金铁心的搭接过程是将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，将线圈绕组套装在非晶合金铁心上的过程包括以下步骤：

将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；

套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。

一种用于变压器的线圈绕组套装组件，包括多层非晶合金带材，每层非晶合金带材首尾搭接，每层非晶合金带材与下方的另一层非晶合金带材的搭接处形成搭接空隙；

搭接空隙中填充有复合材料，复合材料包括环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，环氧粉末、溶剂和铁磁性材料的质量之比为40-60:70-90:1，优选为47-53:76-84:1。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，搭接空隙的长度为3-5mm。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的降低变压器铁心空载损耗的方法，其通过将多层非晶合金带材分别搭接后形成具备塔头空隙的非晶合金铁心，在将非晶合金铁心经过线圈绕组套装后将复合材料注入非晶合金铁心的搭头空隙中，通过对复合材料的改进使铁磁材料填充在搭头空隙中而不引起泄露，降低了合金变压器的空载损耗值，同时可以降低非晶合金变压器的噪音值，提高非晶合金变压器的整体性能。

本发明还提供了一种用于变压器的线圈绕组套装组件，其通过将多层非晶合金带材分别搭接后形成具备塔头空隙的非晶合金铁心，在搭头空隙中填充复合材料，使铁磁材料填充在搭头空隙中而不引起泄露，降低了合金变压器的空载损耗值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的非晶合金变压器铁心搭头部位结构示意图；

图2是图1中单组非晶带材叠放的结构示意图；

图3是套装过程的横向装配俯视图；

图4是套装过程立体装配的正视图。

图标：10-第一层非晶带材；20-第二层非晶带材；30-第三层非晶带材；40-第四层非晶带材；100-搭接空隙。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明实施例提供了一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括如下步骤：多层非晶合金带材搭接后形成具有搭头空隙的非晶合金铁心，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；将复合材料注入非晶合金铁心的搭头空隙中，并固化成型。

具体地，请结合图1和图2，非晶合金铁心的搭接过程是将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙。此部分搭接的过程时现有技术中制作铁心的一般步骤，经过搭接后相邻的两层非晶合金带材之间均会形成一个搭头空隙，如图2中四层非晶合金带材形成四处搭头空隙。

此外，非晶合金带材为一般用于制备合金变压器的材料，在此不做过多赘述。

具体地，请结合图1-图4，将线圈绕组套装在非晶合金铁心上的过程包括以下步骤：将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。套装线圈绕组后整体结构还与图1中结构大致相同，具体的套装过程也可以结合现有工艺。线圈绕组为现有的用于制备变压器的线圈结构，在此不做过多赘述。

具体地，复合材料的成型过程包括以下步骤：将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置30-60min。将复合材料注入搭头空隙后经过静置后材料固化成型，不容易发生磁铁材料的泄露，能够有效降低合金变压器的空载损耗值，同时可以降低非晶合金变压器的噪音值，提高非晶合金变压器的整体性能。

优选地，在静置过程中对非晶合金铁心的搭头空隙进行加热，通过加热促进复合材料的固化成型，加快了生产速率并提高成型效果。

具体地，复合材料包括环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料，且环氧粉末、溶剂和铁磁性材料的质量之比为40-60:70-90:1。发明人发现采用环氧粉末作为凝固成型的基材能够使铁磁材料凝固后稳定性较强，不会出现铁磁材料的泄露。铁磁材料的用量不宜过高或过低，发明人发现：铁磁材料的用量过低不能起到降低合金变压器的空载损耗值的效果；铁磁材料的用量过高则会出现环氧粉末固化后无法固定铁磁材料，造成变压器工作环境恶化。

发明人对复合材料的配比进行了优化，环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料的质量之比为47-53:76-84:1。复合材料各组分的用量控制在上述范围内能够进一步降低合金变压器的空载损耗值，同时可以降低非晶合金变压器的噪音值。

具体地，挥发性溶剂选自酮类、醇醚类和酯类中的任意一种；优选地，挥发性溶剂选自丙酮、环己酮、甲基异丁基酮-甲乙酮、乙二醇甲醚和乙酸乙酯中的任意一种；更优选为丙酮。发明人发现，采用以上几种挥发性溶剂能够有效溶解环氧粉末(环氧树脂)，固化成型的效果较好。

具体地，铁磁性材料选自铁粉和/或软磁铁粉。采用一般铁粉或者采用软磁铁粉进行填充均能够达到很好的降低合金变压器的空载损耗值。

请结合图1和图2，本发明实施例还提供了一种用于变压器的线圈绕组套装组件，包括多层非晶合金带材，每层非晶合金带材首尾搭接，每层非晶合金带材与下方的另一层非晶合金带材的搭接处形成搭接空隙100。如第一层非晶带材10的头尾相互搭接，第二层非晶带材20的头尾相互搭接，同样第三层非晶带材30和第四层非晶带材40的头尾也相互搭接。在第一层非晶带材10与第二层非晶带材20的搭头处形成一个搭接空隙100；在第二层非晶带材20与第三层非晶带材30的搭头处形成一个搭接空隙100；在第三层非晶带材30与第四层非晶带材40的搭头处形成一个搭接空隙100。具体地，搭接空隙100的长度为3-5mm，宽度与非晶带材的厚度相对应。

具体地，搭接空隙100中填充有复合材料，复合材料包括环氧粉末、挥发性溶剂和铁磁性材料。对于复合材料的介绍请参照说明书其他部分的介绍。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括以下步骤：

首先，将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙，以得到非晶合金铁心。

其次，将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。

最后，将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置30min；其中复合材料包括环氧粉末、丙酮和铁粉，且环氧粉末、丙酮和铁粉的质量之比为40:70:1。

实施例2

本实施例提供一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括以下步骤：

首先，将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙，以得到非晶合金铁心。

其次，将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。

最后，将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置60min；其中复合材料包括环氧粉末、丙酮和铁粉，且环氧粉末、丙酮和铁粉的质量之比为60:90:1。

实施例3

本实施例提供一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括以下步骤：

首先，将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙，以得到非晶合金铁心。

其次，将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。

最后，将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置50min；其中复合材料包括环氧粉末、环己酮和软磁铁粉，且环氧粉末、环己酮和软磁铁粉的质量之比为47:76:1。

实施例4

本实施例提供一种降低变压器铁心空载损耗的方法，包括以下步骤：

首先，将每层非晶合金带材首尾搭接，且每层非晶合金带材与其下方的另一层非晶合金带材的搭头处形成搭头空隙，以得到非晶合金铁心。

其次，将非晶合金铁心在塔头部位按照搭接顺序依次打开，然后将线圈绕组套装在非晶合金铁心上；套装完成后将非晶合金铁心搭头按照带材叠层顺序依次闭合。

最后，将复合材料注入套装后非晶合金铁心的搭头空隙中，静置50min；其中复合材料包括环氧粉末、乙二醇甲醚和软磁铁粉，且环氧粉末、乙二醇甲醚和软磁铁粉的质量之比为53:84:1。

试验例

采用常规的方法将实施例1-4中得到产品制备变压器元器件，并测试得到的变压器在使用过程中的空载损耗值，测试在1.35t磁场密度，频率在50hz的条件下进行。对比例中是不注入复合材料，其他制备过程与实施例1相同。

结果显示，实施例1-4测试得到的空载损耗值分别为0.16、0.17、0.16,和0.17，对比例中的空载损耗值为0.18。由此可见，采用本发明实施例中的方法可以有效降低空载损耗值。

综上所述，本发明提供了一种本发明通过上述设计得到的降低变压器铁心空载损耗的方法，其通过将多层非晶合金带材分别搭接后形成具备塔头空隙的非晶合金铁心，在将非晶合金铁心经过线圈绕组套装后将复合材料注入非晶合金铁心的搭头空隙中，通过对复合材料的改进使铁磁材料填充在搭头空隙中而不引起泄露，降低了合金变压器的空载损耗值，同时可以降低非晶合金变压器的噪音值，提高非晶合金变压器的整体性能。本发明还提供了一种用于变压器的线圈绕组套装组件，其通过将多层非晶合金带材分别搭接后形成具备塔头空隙的非晶合金铁心，在搭头空隙中填充复合材料，同样具备上述优点。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。