專(zhuān)利名稱(chēng)：非晶態(tài)金屬變壓器磁芯疊層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有非晶態(tài)金屬磁芯的變壓器，更確切地說(shuō)，涉及這種類(lèi)型的有繞制矩形磁芯的變壓器。
盡管成本高，但非晶態(tài)金屬還是正在取代變壓器磁芯中的電工級(jí)鋼，這是因?yàn)榕c含規(guī)則取向晶粒的電工鋼相比，它是一種低耗損材料。通過(guò)在一個(gè)兩件內(nèi)芯線(xiàn)磁芯支承物上把一非晶態(tài)金屬薄片繞成一個(gè)磁芯，切開(kāi)磁芯的一段，使非晶金屬成一個(gè)一般的矩形。用一條非晶態(tài)金屬繞制的磁芯不能自承，如果沒(méi)有其它支承，或者如果繞芯的模具部分被從芯窗取出，它就會(huì)散開(kāi)。如果非晶磁芯不是在退火組態(tài)工作，其損耗就會(huì)增加。非晶態(tài)金屬經(jīng)熱處理后變得很脆。熱處理使磁芯的磁性質(zhì)達(dá)到最佳。但是，熱處理后非晶態(tài)金屬的碎條片會(huì)污染冷卻液。
需要有一種大量生產(chǎn)磁芯同時(shí)避免在變壓器冷卻劑中出現(xiàn)污染物的方法。
還需要有一種能大量，經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)自承非晶態(tài)金屬變壓器的方法。
本發(fā)明的一個(gè)目的是制造帶非晶態(tài)金屬磁芯的變壓器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種制造帶非晶態(tài)金屬磁芯的變壓器的經(jīng)濟(jì)的方法。
我們發(fā)現(xiàn)一種制造帶非晶態(tài)金屬磁芯的變壓器的方法，用此方法可以最大限度地減小對(duì)非晶態(tài)金屬的損壞和非晶態(tài)金屬造成的損害。
在本發(fā)明中，用一種結(jié)構(gòu)材料把非晶態(tài)金屬芯的三條腿包在兩側(cè)或兩面上，以增加芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度并防止碎片從芯中掉出。
當(dāng)非晶態(tài)磁芯溫度約為200℃時(shí)，將它從熱處理工序中取出。在連接區(qū)上放一多孔材料如棉布，在磁芯的三條腿的面上放一個(gè)涂有樹(shù)脂的襯底。
把磁芯放在一個(gè)壓力機(jī)中以便定尺寸和使涂樹(shù)脂襯底固接到磁芯上。然后把磁芯從壓力機(jī)中取出，切開(kāi)涂樹(shù)脂材料的邊緣并將其折疊，以蓋住磁芯。在磁芯的其它面上重復(fù)此工序。
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，閱讀了下面的詳細(xì)描述后，讀者將會(huì)更加了解本發(fā)明。這些描述是以舉例的方式進(jìn)行的。
在附圖中

圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的方法的處于制備初級(jí)階段的一個(gè)非晶態(tài)金屬磁芯的最佳實(shí)施方案的部件分解圖。
圖2是顯示待插入壓力機(jī)中的圖1中的部件的圖。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的，放在壓力機(jī)中的一個(gè)非晶態(tài)金屬磁芯的最佳實(shí)施方案。
圖4顯示壓制后的圖1中的磁芯。
在本發(fā)明中，如圖1至圖4中所顯示的那樣，熱處理后磁芯中的余熱被用來(lái)將浸膠襯底固接到磁芯上。壓制工序是在磁芯從熱處理工序中取出后，溫度約為150℃到180℃時(shí)進(jìn)行的。
圖1顯示一個(gè)非晶態(tài)金屬磁芯1。顯示單個(gè)磁芯1是為了便于說(shuō)明。然而在本發(fā)明中可能要用多個(gè)磁芯。磁芯成形于一個(gè)碳鋼芯(未示出)上，可以放在一個(gè)電工鋼套(未示出)和一個(gè)磁芯接合面12內(nèi)以進(jìn)一步保護(hù)非晶態(tài)金屬。磁芯有兩個(gè)面2，4和三段6，8，10。涂樹(shù)脂襯底14正被加到磁芯1的面2和三段6，8，10上。涂樹(shù)脂襯底14的一面上涂有樹(shù)脂材料16。在一最佳實(shí)施方案中，涂樹(shù)脂襯底由多個(gè)組件構(gòu)成，在圖1中是三個(gè)部件13，15，17，在稍后的步驟中，多個(gè)組件便于繞磁芯折疊。把一種多孔材料18，如紡織棉布，蓋在磁芯接合面12上。
圖2顯示涂樹(shù)脂襯底14和多孔襯底18已就位的磁芯1。涂樹(shù)脂襯底14蓋住多孔襯底18不到一英寸，約為 1/2 英寸。
圖3顯示被壓力機(jī)20壓到磁芯1上的涂樹(shù)脂襯底14，受壓面2和尺寸控制裝置22，如液壓缸或傳動(dòng)裝置，一起決定磁芯的大小。涂樹(shù)脂襯底由一塊能壓在一個(gè)不規(guī)則表面的材料26如硅橡膠上的壓板24壓住。磁芯留在壓力機(jī)20中30到60秒。
圖4顯示浸膠襯底14被切割并折到磁芯1的側(cè)面6，8，10上之后的磁芯。
另一個(gè)與涂樹(shù)脂襯底14類(lèi)似或全同的第二涂樹(shù)脂襯底(未示出)可以放在磁芯的另一面上。另外，涂樹(shù)脂襯底14也可放在磁芯的兩面上，然后再受壓。
紡織棉布是多孔襯底的最佳選擇。當(dāng)磁芯在真空中被置于油中時(shí)，多孔襯底18可使磁芯中的空氣被油取代，但是不允許非晶態(tài)金屬碎片進(jìn)入磁芯外的油中。如果不減輕磁芯中的氣壓，它就會(huì)給磁芯施加應(yīng)力，損害其磁性質(zhì)。
可以采用任何與涂樹(shù)脂襯底相容的樹(shù)脂粘接劑，并且可以使用變壓器油。最好是用熱固化樹(shù)脂(如B553，WestinghouseElectricCorporation，ManorPennsylvania的商品)。在一個(gè)最佳實(shí)施方案中，在將襯底加到磁芯上之前先將粘接劑加到襯底上。最佳襯底是浸有熱固化樹(shù)脂的Kraft紙。
在變壓器中可以用任意數(shù)目的磁芯，本發(fā)明并不局限于附圖中所示的兩段芯結(jié)構(gòu)變壓器。例如，本發(fā)明也可用于殼結(jié)構(gòu)的變壓器，一單個(gè)線(xiàn)圈(有兩個(gè)或多個(gè)繞組)環(huán)繞兩個(gè)磁芯的對(duì)接段。非晶態(tài)金屬磁芯不必一定是矩形的，也可以具有其它合適的形狀，如十字形(矩形，但有一個(gè)圓形截面)或者環(huán)面形(圓形或橢圓形但有一個(gè)矩形或圓形截面)。
非晶態(tài)金屬磁芯可以由一個(gè)單獨(dú)的磁芯組成，也可由多個(gè)磁芯組成，如果希望變壓器寬度大于非晶態(tài)金屬能達(dá)到的寬度。所用非晶態(tài)金屬為AlliedSignalCorporation出售的商品名為“METGLAS”的商品化材料，其標(biāo)稱(chēng)厚度約為1密耳(0.001英寸)，寬度約為1到8英寸。它一般用鐵、硼、硅制成，典型地含鐵80%。(重量比)，硼14%，和硅4%，也可含碳、鎳，和其它元素。它是通過(guò)將一薄金屬帶快速淬火制備的。(參看美國(guó)專(zhuān)利No.3，845，805，本文將它用作參考文獻(xiàn))。本發(fā)明可應(yīng)用于任何類(lèi)型的含經(jīng)繞制、切割的非晶態(tài)金屬磁芯的變壓器，但是最好是配電油冷變壓器，這是因?yàn)楸景l(fā)明的精神最適用于這類(lèi)變壓器。
我們發(fā)展了一種簡(jiǎn)單、快速、廉價(jià)的制造非晶態(tài)金屬變壓器的方法。一個(gè)涂樹(shù)脂襯底被加到變壓器磁芯的面上，以增加變壓器的強(qiáng)度以便制造，并且阻止非晶態(tài)金屬碎片流到磁芯外。
以上為便了說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明的個(gè)別實(shí)施方案作了描述，但本行業(yè)中的專(zhuān)家會(huì)理解到在細(xì)節(jié)上可作許多變化而不偏離所附的權(quán)利要求描述的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.制造有繞制非晶態(tài)金屬磁心的變壓器的方法，它使變壓器能支承自身，其特點(diǎn)在于用涂樹(shù)脂襯底蓋住所述磁芯的面，以避免所述非晶態(tài)金屬的碎片跑出，同時(shí)襯底構(gòu)成所述磁芯的一個(gè)結(jié)構(gòu)組件。
2.一種制造帶有經(jīng)熱處理的非晶態(tài)金屬磁芯的可修理變壓器的方法，包括(A)用一涂樹(shù)脂襯底蓋住所述磁芯的面;以及(B)壓住所述磁芯面，從而使所述涂樹(shù)脂襯底粘到所述磁芯的所述面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括提供一個(gè)浸有熱固粘接樹(shù)脂的Kraft紙襯底。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括提供一個(gè)有一矩形截面的矩形磁芯，并在壓制后將線(xiàn)圈置于每個(gè)與切開(kāi)段相鄰的段上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括在所磁芯的所述面上蓋上所述涂樹(shù)脂襯底之后將一多孔材料置于所述切開(kāi)段上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，包括在把所述磁芯熱處理后執(zhí)行所述方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，包括在所述磁芯溫度約在150℃到180℃時(shí)壓住所述磁芯。
全文摘要
所分開(kāi)的是一種制造帶有非金屬磁芯的變壓器的方法。經(jīng)熱處理的繞制非晶態(tài)金屬磁芯的面上蓋有涂樹(shù)脂襯底。通過(guò)壓磁芯面將磁芯和涂樹(shù)脂襯底粘結(jié)在一起。另一面用同樣方法處理。結(jié)果，涂樹(shù)脂襯底與變壓器磁芯成一個(gè)單元。襯底防止非晶態(tài)金屬磁芯碎片跑到變壓器油中，而且襯底自身也成了磁芯的一個(gè)結(jié)構(gòu)組件。
文檔編號(hào)H01F41/02GK1044731SQ9010048
公開(kāi)日1990年8月15日 申請(qǐng)日期1990年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月1日
發(fā)明者米拉恩·唐納德·瓦倫茨, 弗蘭克·亨里克·格蘭姆斯 申請(qǐng)人:西屋電氣公司