非晶合金单框铁心及三相立体铁心的制作方法

1.本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及非晶合金单框铁心及三相立体铁心。


背景技术：

2.近年来在国家“双碳”政策支持下，新型高效节能变压器得到大力发展。非晶合金立体卷铁心变压器作为典型的新型高效节能变压器，其铁心采用铁基非晶态金属制作，单位铁损较硅钢降低70％-80％，相比于以硅钢为铁心的变压器具有更加优异的节能降耗效果。
3.鉴于非晶合金材质的特性，为了保证非晶合金立体卷铁心空载损耗、空载电流及噪音等性能要求，目前非晶立体卷铁心变压器普遍采用软铁心结构，单框铁心表面多以全覆盖形式进行涂胶。
4.然而，目前的非晶合金立体卷铁心具有铁心噪音和空载电流难以控制的问题。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有的非晶合金材质的卷铁心具有铁心噪音和空载电流难以控制的问题，提供一种非晶合金单框铁心及三相立体铁心。
6.一种非晶合金单框铁心，其包括：
7.单框铁心，其包括相对的上侧轭部和下侧轭部、及均连接于所述上侧轭部和所述下侧轭部之间且相对设置的两个柱部，每个所述柱部具有面向另一所述单框铁心的拼装面，所述拼装面上形成有若干间隙。
8.进一步地，所述单框铁心外包覆有胶层，位于所述拼装面上的所述胶层上预留槽状通道以形成所述间隙。
9.进一步地，沿所述上侧轭部指向所述下侧轭部方向，所述拼装面上排布有多条所述间隙。
10.进一步地，位于所述拼装面上所述胶层包括上部胶区、下部胶区和中部胶区，所述上部胶区、所述下部胶区和所述中部胶区互不相连；
11.所述上部胶区覆盖所述上侧轭部以及与所述上侧轭部相连的所述柱部的部分表面，所述下部胶区覆盖所述下侧轭部以及与所述上侧轭部相连的所述柱部的部分表面，所述中部胶区覆盖所述柱部的部分表面，所述中部胶区与所述上部胶区之间的空间形成一所述间隙，所述中部胶区和所述下部胶区之间的空间形成另一所述间隙。
12.进一步地，所述中部胶区有多个，多个所述中部胶区相互间隔设置，每相邻两个所述中部胶区之间形成一所述间隙。
13.进一步地，所述间隙的宽度在15mm-20mm范围之间。
14.进一步地，所述胶层的材质包括硅酮玻璃胶、环氧胶、有机硅胶、聚氨酯、橡胶型胶粘剂、热熔胶、端硅烷基改性聚合物、聚脲中的至少一种。
15.一种三相立体铁心，其包括上述任意一项所述的非晶合金单框铁心，三个所述单框铁心两两拼接，每相邻两个所述单框铁心的拼接处形成心柱，每个所述单框铁心具有两个所述拼装面，至少一个所述拼装面上形成有所述间隙。
16.进一步地，三个所述单框铁心之间围合形成中空区域；
17.每一所述间隙连通所述中空区域与外界。
18.进一步地，在相拼接的所述柱部间设有绝缘纸，所述绝缘纸分隔两侧所述柱部拼装面上的所述间隙。
19.上述非晶合金单框铁心及三相立体铁心中的间隙结构在变压器真空注油的过程中可以释放三相立体铁心因内外压差造成的内应力，降低了内应力对三相立体铁心性能的影响。当变压器内注油完成后，间隙内也充分注油，充满冷却油的间隙在变压器的运行过程中可以起到降低三相立体铁心的运行噪声，且便于控制三相立体铁心空载电流，降低了三相立体铁心的不合格率的同时，降低了生产成本。
附图说明
20.图1为根据本实用新型一个实施方式提出的三相立体铁心的俯视图；
21.图2为根据本实用新型一个实施方式提出的单框铁心的平面示意图；
22.图3为根据本实用新型一个实施方式提出的单框铁心的侧视图；
23.图4为根据本实用新型一个实施方式提出的三相立体铁心的拼装面的剖视图；
24.图5为图4中f处的放大示意图；
25.图中：10-单框；11-基体；111-柱部；1121-上侧轭部；1122-下侧轭部；113-心柱；胶层-20；21-上部胶区；22-中部胶区；23-下部胶区；30-间隙；40-绝缘纸。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
27.在本实用新型的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.参阅图1，图1示出了本实用新型一实施例中的三相立体铁心的示意图，提供一种三相立体铁心，三相立体铁心由3个非晶合金单框铁心拼装而成。如图2所示，图2示出了本实用新型一个实施例提出的单框铁心的平面示意图，单框铁心10大致呈四角为弧形角的矩形框结构，单框铁心10包括纵向长度较长的柱部111以及横向长度较短的轭部，轭部包括单框铁心10上端的上侧轭部1121,和单框铁心10下端的下侧轭部1122，两个单框铁心10相邻的柱部111构成心柱113，柱部111面向相邻柱部111的面为拼装面，线圈绕设在心柱113外周。应当理解，该三相立体铁心的单框铁心10尺寸比例非本技术的核心发明点所在，并未构成对本技术核心方案的限制。
33.参阅图1、图3，图3示出了本实用新型一个实施例提出的单框铁心的侧视图，各个单框铁心10朝向三相立体铁心中心的一面为涂胶面，在该涂胶面上涂胶以形成胶层20，相邻单框铁心10之间通过在相邻柱部111拼装面上的胶层20相互粘合。如图2所示，单框铁心10包括基体11以及基体11涂胶面表面的胶层20。基体11是由几级不同宽度的非晶合金料带由内向外连续卷制而成，作为优选方案，非晶合金料带的级数优选6-25级。具体地，基体11需先将固定宽度的非晶合金根据设定程序裁剪成不同宽度的料带，其中每一级的料带可以矩形或梯形。需要说明的是，基体11的卷绕过程中，料带呈一定角度完成卷绕，本实施方式中优选采用30
°
倾斜角卷绕料带，以确保三个非晶合金单框铁心拼接成三相立体铁心，拼装面粘合构成具有类圆形截面的心柱。进一步地，卷绕完成的基体11还需要进行磁场退火，消除内应力。位于拼装面上的胶层20预留未包覆胶层20的空间形成间隙30。胶层20至少包括两个相互不连接胶区。在本实施例中，基体11在涂胶面设有三个胶区，别分为上部胶区21、中部胶区22以及下部胶区23，上部胶区21覆盖了涂胶面的上侧轭部1121表面以及两侧与上侧轭部1121相连的部分柱部111表面，中部胶区22覆盖了涂胶面两侧的部分柱部111表面，下部胶区23则覆盖了涂胶面的下侧轭部1122表面以及两侧与下侧轭部1122相连的部分柱部111表面，上部胶区21与中部胶区22、中部胶区22与下部胶区23之间互不相连。上部胶区21与中部胶区22间的通道与中部胶区22与下部胶区23间的空间为间隙30，间隙30分布在柱部111的拼装面上，三相立体铁心中相邻的柱部111上的间隙30镜面对称，当相邻柱部111拼
接形成心柱113时，相对称的间隙30拼接形成一个整体，间隙30连通心柱113两侧的空间，在变压器真空注油时冷却油从间隙30通过，以释放心柱113内外压差所造成的内应力，降低了内应力对三相立体铁心性能的影响。当变压器内注油完成后，间隙30内也充分注油，充满冷却油的间隙30在变压器的运行过程中可以起到降低三相立体铁心的运行噪声，且便于控制三相立体铁心空载电流，降低了三相立体铁心的不合格率的同时，降低了生产成本。进一步地，在同一基体11上，两侧柱部111上间隙30相对基体11的竖直中心线对称。可选地，在本实施例中，柱部111上仅设有一个中部胶区22，在单一柱部111上形成两个间隙30，也可根据实际需求在柱部111上设置若干个等间设置的中部胶区22，以在单一柱部111上形成数量为中部胶区22数量+1的间隙30，沿上侧轭部1121指向下侧轭部1122方向，所述拼装面上排布有多条间隙30。可选的，在本实施例中，间隙30的延伸形状为直线延伸，也可以根据实际需求将间隙30设计成沿曲线或折线等延伸方向，在此不做限定。进一步地，间隙30的宽度在5mm-50mm范围之间。进一步地，上部胶区21、中部胶区22和下部胶区23的厚度相同，胶层20的厚度在0.5mm-20mm范围之间，将胶层20的厚度设置在该范围内，胶层20不容易开裂、防碎片效果好，且在该范围内胶层20的施工比较简单，不会过大的增加三相立体铁心的尺寸和造价。进一步地，胶层20的材质包括硅酮玻璃胶、环氧胶、有机硅胶、聚氨酯、橡胶型胶粘剂、热熔胶、端硅烷基改性聚合物、聚脲中的至少一种。在完成胶层20的涂覆后可以通过加热或者常温风化的形式固化。进一步地，上部胶区21、中部胶区22和下部胶区23的材质可以为同一种，也可以根据实际需求，将上部胶区21、中部胶区22和下部胶区23的材质设置为不同材质。根据不同使用条件的需求，胶层20可以采用一种减振降噪材质制成，也可以设置为采用不同材质制成的多层，以获得较佳的减震降噪效果。胶层20具有缓冲的作用，避免在单框铁心10拼接成三相立体铁心的过程中产生的震荡导致单框铁心10的损坏。进一步地，胶层20具有一定渗透性，胶层20对于基体11的渗透深度一般不大于5mm，胶层20的渗透性可以减少胶层20在固化过程中应力对基体11的影响，避免三相立体铁心的励磁等性能下降。胶层20实现对基体11的有效支撑，在对三相立体铁心进行绕线作业时可以采用传统的内定位式硅钢绕线法，无需为避免软态的基体11受力变形而采用悬挂三相立体铁心的作业方式，简化了工艺并提高了生产效率。胶层20在绕线作业中对线圈起到内部支撑作用，提高了变压器线圈的抗短路能力。进一步地，胶层20的材质硬度在shorea20-shored90的范围内，将胶层20的材质硬度设置在该范围内，既能防止加工、运输过程中基体变形、破损而导致三相立体铁心的性能劣化，还能确保三相立体铁心所受的应力较小，确保三相立体铁心励磁等性能。进一步地，胶层20的施工方式可以使采用涂刷的方式，也可以采用喷涂的方式。胶层20的施工方式为，在基体10的涂刷面进行分区涂刷(或喷涂)胶体后，对胶体进行固化形成胶层20。
34.参阅图4，图4示出了本实用新型另一实施例中的相邻柱部111拼接面的剖视图。相邻柱部111的拼接面间设有绝缘纸40(如图5所示)，该绝缘纸40至少覆盖住间隙30的表面，以使得相邻且对称的间隙30拼合后，绝缘纸40夹持在两侧间隙30之间，两侧间隙30相互独立，对控制三相立体铁心空载电流难以控制的问题起到改进作用。间隙30的宽度在5mm-50mm范围，将间隙30的宽度设置在该范围内，可以避免绝缘纸40因间隙30的宽度过大而发生褶皱而发生形变导致间隙30堵塞，或避免因为间隙30的宽度过小而发生冷却油难以通过间隙30。进一步地，绝缘纸40的材质为复合聚酯薄膜材质。
35.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
36.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。