一种非晶R型变压器铁心的成型方法与流程

一种非晶r型变压器铁心的成型方法
技术领域
1.本发明涉及变压器生产技术领域，具体而言，涉及一种非晶r型变压器铁心的成型方法。


背景技术：

2.非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。铁基非晶合金是由80％fe及20％si，、b类金属元素所构成，它具有高饱和磁感应强度(1.56t)，且磁导率、激磁电流和铁损等各方面性能都优于硅钢片的特点。铁基非晶软磁合金带材是目前全球生产和应用规模最大的非晶合金材料，广泛应用于变压器，互感器和电机等行业。
3.r型变压器(铁心心柱截面为圆形)是干式变压器产品中的一枝新秀。其铁心截面呈圆形，传统r型变压器铁心是先将带材两侧进行斜剪，再对斜剪完毕的带材进行卷绕。因此这样制造的变压器无噪声、漏磁小、空载电流小、铁损低、效率高；并且由于线圈是圆柱形，每圈的铜线长度短，所以，内阻小，铜耗低，温升低，过载波动小，爆发力比环形变压器还好；想让一个变压器的整体性能得到提高，就需要提升电机铁心的性能。而提升变压器铁心的性能一般是选择改善变压器铁心的材质，调整其材质的磁导率，控制好铁损的大小。又或是改进铁心的加工工艺，降低加工应力等对铁心的影响。非晶合金材料是一种具有高磁导率、低损耗的软磁材料，已经被成功应用于各种电力变压器平面铁心，可使变压器的空载损耗降低70％以上。但是由于非晶带材通常厚度只有大约0.025mm，维氏硬度900hv，材料薄且硬度大，所以非晶r型变压器进行斜剪并卷绕成型是十分困难的。因此需要提出一种全新的解决方案，能实现非晶r型变压器铁心卷绕的方案，但过程中对控制精度和设备的要求都不需要太高，同时也能整体上降低r型变压器的生产成本，因此我们对此做出改进，提出一种非晶r型变压器铁心的成型方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提出一种非晶r型变压器铁心制造工艺，使非晶r型变压器铁心制作工艺更简单、成本更低；该非晶r型变压器的制造工艺更加高效快速，不需要先对带材进行斜剪完毕后再卷绕，而是直接将非晶r型变压器铁心的两个弧面，用卷绕平台移动和带材斜切的方法相结合进行卷绕，直接将非晶r型变压器铁心卷绕成型，具有成本低、工艺简单的优点。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
6.非晶r型变压器铁心的成型方法，包括以下操作步骤：
7.1)非晶合金带材的供料，将非晶合金带材卷轮盘安装于放料电机的输出端，并通过放料电机驱动非晶合金带材卷轮盘对非晶合金带材进行放料；
8.2)非晶合金带材的纠偏，将供给的非晶合金带材穿设在纠偏设备内进行纠偏；
9.3)非晶合金带材的除尘，在纠偏后的非晶合金带材上采用吸尘器将非晶合金带材表面粘胶以及碎屑排出；
10.4)非晶合金带材的裁切，将纠偏后的非晶合金带材输送至裁切设备内，经过裁切设备将非晶合金带材单侧切割成弧面；
11.5)非晶合金带材的卷绕，将切割后的非晶合金带材通过卷绕轴系卷绕成型。作为本技术优选的技术方案，在所述步骤4)中，裁切包括以下操作步骤：
12.a)x轴位移调整，通过x轴丝杆模组驱动激光切割设备进行x轴上位移调节，实现对切割宽度的调节；
13.b)切割，启动激光切割设备对非晶合金带材边侧进行切割。
14.作为本技术优选的技术方案，在所述步骤b)中，切割后的非晶合金带材分为卷绕部和废料部，卷绕部继续输送至卷绕轴系内，废料部与卷绕部分离后进行卸料操作。
15.作为本技术优选的技术方案，在所述步骤5)中，卷绕时采用由中心向两侧的圆弧卷绕；
16.其中，在纠偏设备的纠偏控制下，非晶带材在没有进入卷绕轴系前，这部分非晶带材在滑台移动的方向上是没有相对运动的；
17.其次，控制滑台左右移动，即可控制卷绕轴系带动卷入轴系内的带材进行相对运动，使进入卷绕轴系内的所述非晶带材在卷绕轴系对r型变压器铁心进行卷绕时发生相对运动，从而实现r型变压器铁心一个弧面的绕制，使所述卷绕完成后的带材构成包括切割废料a和变压器铁心本体b的两部分；
18.最后，在卷绕完毕后将切割废料a和变压器铁心本体b分离即获得变压器铁心。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果：
20.1、使用非晶带材制作r型变压器铁心，可以大大降低变压器的铁损，从而提高变压器的能效等级。
21.2、使用本发明制作的非晶r型变压器铁心，其带材卷绕线速度高达2m/s，可大大缩短r型变压器铁心的制作周期和成本，十分利于非晶r型变压器的推广与使用。
附图说明
22.图1为本技术实施例1中提供的非晶r型变压器铁心的成型装置的结构示意图；
23.图2为本技术实施例2中提供的非晶r型变压器铁心的成型方法的r型变压器铁心3的横截面图；
24.图3为本技术实施例2中提供的非晶r型变压器铁心的成型方法的r型变压器铁心3中a、b分离图；
25.图4为本技术实施例2中提供的非晶r型变压器铁心的成型方法中使用3种不同宽度的带材c、d、e进行卷绕的变压器铁心结构示意图；
26.图5为本技术实施例2中提供的非晶r型变压器铁心的成型方法中变压器铁心结构示意图。
27.图中标示：1、控制滑台；2、卷绕轴系；3、r型变压器铁心；4、滑台模组；5、激光切割设备；6、纠偏设备；7、非晶合金带材卷轮盘；8、放料电机。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.因此，以下对本发明的实施例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部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
31.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，这类术语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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.如图1所示，本发明提出一种非晶r型变压器铁心的成型装置，包括加工台，固定安装于加工台上表面一侧的放料电机8，连接于放料电机8输出端的非晶合金带材卷轮盘7，固定安装于加工台上表面中部的纠偏设备6，固定连接于工作台上表面靠近纠偏设备一侧的滑台模组4，安装于滑台模组4移动端的激光切割设备5，固定连接于加工台上表面另一侧的控制滑台1以及安装于控制滑台1输送端的卷绕轴系2。
34.具体的，在本实施例中，放料电机8可对非晶合金带材卷轮盘7进行放料，放料后的非晶合金带材经过纠偏设备6，在纠偏设备6内进行矫正，使得非晶合金带材可以准确输送至激光切割设备5下方，避免裁切误差，在此实施例中使用激光切割设备5对带材进行激光切割(带材的切割不限定于使用激光切割，使用其他物理方法对带材进行切割均为本专利的实施例，例如刀片切割)，滑台模组4可以控制激光切割设备5对带材进行弧面切割，切割后的带材输送至卷绕轴系2内，卷绕轴系2可对r型变压器铁心3进行卷绕，在卷绕轴系2对r型变压器铁心3进行卷绕的时候，控制滑台1可带动轴系2进行前进或后退移动，非晶合金带材在没有进入卷绕轴系2前，这部分非晶合金带材在控制滑台1移动的方向上是没有相对运动的，控制滑台1，即可控制卷绕轴系2带动卷入轴系内的非晶合金带材进行移动，基于上述，在卷绕轴系对r型变压器铁心进行卷绕时，我们可以控制滑台1移动，从而实现r型变压器铁心一个弧面的绕制。
35.实施例2：
36.请参阅图1—图5，在实施例1的基础上，本发明提供一种非晶r型变压器铁心的成型方法，包括以下操作步骤：
37.1)非晶合金带材的供料，将非晶合金带材卷轮盘7安装于放料电机8的输出端，并通过放料电机8驱动非晶合金带材卷轮盘7对非晶合金带材进行放料；
38.2)非晶合金带材的纠偏，将供给的非晶合金带材穿设在纠偏设备6内进行纠偏；
39.3)非晶合金带材的除尘，在纠偏后的非晶合金带材上采用吸尘器将非晶合金带材表面粘胶以及碎屑排出；
40.4)非晶合金带材的裁切，将纠偏后的非晶合金带材输送至裁切设备内，经过裁切设备将非晶合金带材单侧切割成弧面；
41.5)非晶合金带材的卷绕，将切割后的非晶合金带材通过卷绕轴系2卷绕成型。
42.在所述步骤4)中，裁切包括以下操作步骤：
43.a)x轴位移调整，通过x轴丝杆模组驱动激光切割设备5进行x轴上位移调节，实现对切割宽度的调节；
44.b)切割，启动激光切割设备5对非晶合金带材边侧进行切割。
45.带材的切割不限定于使用激光切割，使用其他物理方法对带材进行切割均为本专利的实施例，例如刀片切割。
46.在所述步骤b)中，切割后的非晶合金带材分为卷绕部和废料部，卷绕部继续输送至卷绕轴系内，废料部与卷绕部分离后进行卸料操作。
47.在所述步骤5)中，卷绕时采用由中心向两侧的圆弧卷绕；
48.其中，在纠偏设备6的纠偏控制下，非晶带材在没有进入卷绕轴系2前，这部分非晶带材在滑台1移动的方向上是没有相对运动的；
49.其次，控制滑台1左右移动，即可控制卷绕轴系2带动卷入轴系内的带材进行相对运动，使进入卷绕轴系2内的所述非晶带材在卷绕轴系2对r型变压器铁心进行卷绕时发生相对运动，从而实现r型变压器铁心一个弧面的绕制，使所述卷绕完成后的带材构成包括切割废料a和变压器铁心本体b的两部分；
50.最后，在卷绕完毕后将切割废料a和变压器铁心本体b分离即获得变压器铁心。
51.本发明使用非晶带材制作r型变压器铁心，可以大大降低变压器的铁损，从而提高变压器的能效等级；其带材卷绕线速度高达2m/s，可大大缩短r型变压器铁心的制作周期和成本，十分利于非晶r型变压器的推广与使用。
52.以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。