專利名稱：無定型芯組件外殼的制作方法
一般說來，本發(fā)明涉及電工變壓器，更準(zhǔn)確地說，涉及制造變壓器的新的改進(jìn)的方法，它包括穿過接縫的無定形金屬芯。
即使變壓器是高效率的，電氣公用事業(yè)公司使用的電工變壓器中的芯損耗也是生產(chǎn)的能量中的一個重大損失。隨著能值的增加，正在繼續(xù)不斷地尋找減少這些損耗的方法。在配電機(jī)電源變壓磁芯中使用無定形金屬看來是有吸引力的，因為，當(dāng)?shù)刃щ姼袝r，電工級無定形金屬的芯損耗僅為常規(guī)晶粒取向電工鋼損耗的25%～35%。
然而，無定形金屬除它們的生產(chǎn)成本比常規(guī)電工鋼較高外，還造成許多與常規(guī)電工鋼無關(guān)連的制造問題。例如，無定形金屬是很薄的，厚度只約有1～1 1/2 密耳，尤其是它在退火后很脆。無定形金屬對應(yīng)力也很敏感。磁芯上的任何壓力或在退火后它的形態(tài)上的變化都將增加其損耗。無定形金屬芯產(chǎn)生制造問題的另一特征是當(dāng)它被纏繞后芯有特大柔性。例如，用無定形金屬繞成的磁芯是不能自立的，倘繞組不保持垂直取向，當(dāng)磁芯被纏繞后其芯棒被切除時，該芯將由于它自身的重量而倒塌。
和無定形金屬芯有關(guān)連的問題使芯的制造勞動強(qiáng)度大而且花費很多。解決這些問題的多種措施已經(jīng)提出來了。請看，例如美國專利4，592，133;4，615，106;4，723，349;4，761，630;4，766，407;和4，709，471。
僅管有了這些公開的現(xiàn)有技術(shù)，仍然需要一種減少制造成本并降低生產(chǎn)線復(fù)雜性的制造無定形金屬芯的方法。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了具有無定形金屬芯的變壓器，可用這樣的方法生產(chǎn)以減少微振磨損至最低程度并使勞動強(qiáng)度降低。
在本發(fā)明中，壓板和芯接合面間引入了油相容的多孔墊，墊和極用構(gòu)架固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩．?dāng)流體可向芯流動時，這種裝置和方法能夠有效地截除顆粒物質(zhì)。
本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)了的無定形芯變壓器。
本發(fā)明的另一目的是提供制造無定形金屬芯的一種經(jīng)濟(jì)的方法。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種低微振磨損故障的無定形金屬芯。
通過只作為示例的附圖，閱讀以下詳細(xì)說明可以更多的了解本發(fā)明。其中

圖1為部件分解圖，展示按照本發(fā)明方法初期制備的無定形金屬芯的目前優(yōu)選實施例。
圖2展示本發(fā)明無定形金屬芯的端視圖的目前優(yōu)選實施例。
供變壓器使用的有接縫的無定形金屬芯包括配置在芯接合面上的油相容的多孔墊，其次壓板一般地安置在緊接油相容的多孔墊的位置，構(gòu)架放在壓板附近，將油相容的墊和壓板以一般地緊接固定在芯面上，這種構(gòu)造形式用降低勞力費用和簡化配線的方法提供一種經(jīng)濟(jì)的有接縫的無定形金屬芯。而且，由于芯的邊緣非常尖銳、粗糙，現(xiàn)有技術(shù)中的芯接頭容器與芯的邊緣間的微振磨損成為問題。本發(fā)明可消除磨損故障。
圖1和圖2中展示的方法是在芯已被取出，芯接頭已被封閉并用電工鋼套如一種磁性合金(Hypersll)包裝后進(jìn)行。
圖1展示無定形金屬芯(2)的部件分解圖，為了具體說明起見，展示單個的芯(2)。然而，本發(fā)明可使用多芯。芯(2)在碳鋼芯棒(未顯示)上形成并可放在電工鋼套(4)內(nèi)。芯有兩表面(6)、(8)，和三鐵心柱(10)、(12)、(14)。
在變壓器里可使用任何數(shù)的芯，本發(fā)明并非有意限于圖中所示兩鐵心柱芯型變壓器。例如，本發(fā)明也可適用于殼形變壓器上，其中單個線圈(具有兩個或兩個以上的繞組)環(huán)繞兩芯的對接鐵心柱。無定形金屬芯不一定都是長方形的，而可能有任何其他的適當(dāng)形狀，比如交叉形的(長方形的，但具有園形截面)或環(huán)形的(園形或具有長方形或園形截面的橢園形)。
無定形金屬芯可由單個小芯(Corelette)或多個小芯組成，其中寬度較大的變壓器比無定形金屬的通用寬度的更合乎需要。無定形金屬是市場上可以買到的材料，由聯(lián)合信號公司銷售，其商業(yè)名稱為“麥地格拉斯”(Metglas)，標(biāo)稱厚度約1密耳寬度約1英寸到約8英寸。一般由鐵、硼、硅制成，具有代表性的含有鐵約80%(按重量)，硼14%和硅4%，也還含有碳、鎳和其它元素。它由對金屬薄板進(jìn)行快速淬火而制備。(為了增加信息可把美國專利第3，845，805加入作參考)。本發(fā)明適用于含有無定形金屬芯的任何型變壓器，其中芯被纏繞并穿過，但是最好的變壓器是配電油冷變壓器，正如本發(fā)明的教導(dǎo)最適用于這種型式的變壓器。
樹脂材料(16)可任意選用于芯(2)的鐵心柱(10)、(12)、(14)的表面(6)、(8)上、樹脂涂料(16)用于變壓器芯的各表面上以增加變壓器芯的強(qiáng)度，為了便于制造要避免無定形金屬塊從芯中逸出。目前優(yōu)選實施例中樹脂材料由復(fù)合成分構(gòu)成。尤其是涂有樹脂材料的基片可用于鐵心柱(10)、(12)、(14)的表面(6)、(8)上。
只要樹脂材料與樹脂涂敷的基片及變壓器油是相容的，任何樹脂粘合劑都可以使用。使用熱固化樹脂(比如B553，美國賓州莊園西屋電氣公司的商業(yè)產(chǎn)品)較為可取。目前優(yōu)選實例中，在涂芯以前粘合劑施加到基片上。目前優(yōu)選基片為用熱固化樹脂浸透的牛皮紙。
油相容的多孔墊是為了它和變壓器環(huán)境的兼容性而選擇的。特別是，較好的墊(18)必須和變壓器油相容而且是多孔的，以便在阻止無定形金屬碎片流動時為變壓器流體的出入創(chuàng)造條件。此外，油相容的多孔墊有較好的柔性、可壓縮性和熱的穩(wěn)定性。氈或泡沫材料墊用作油相容的多孔墊(18)較好。例如泡沫材料墊如聚酯必須是開孔泡沫并為彈性體。氈墊的適當(dāng)實例為凈羊毛、棉氈等等。
參考圖1及圖2，壓板(20)通常安置在和墊(18)緊接的位置。壓板(20)一般用于固定線圈而不使芯(2)上受力，并將芯和線圈組件固定在外殼如箱或其它容器(示顯示)上。壓板(20)可能是任何非金屬絕緣材料，比如絕緣纖維板，厚硬紙板、木材、膠合板比如西屋電氣公司生產(chǎn)的膠紙板等等。
油相容的多孔墊(18)和壓板(20)從芯上部向下延伸到芯面及至線圈(24)。油相容的多孔墊(18)、壓板(20)及構(gòu)架(22)固定在芯(2)上形成芯組件。芯組件最好配置在芯(2)的頂部和底部，如圖2所示。
構(gòu)架(22)安放在壓板(20)的上方使油相容的多孔墊(18)和壓板(20)以一般緊密接觸固定于芯接頭表面(6)、(8)上。構(gòu)架(22)可用任何可靠材料制成。特別是碳素鋼最好。構(gòu)架(22)沿墊(18)或板(20)的表面一般地向芯面下方延伸。構(gòu)架(22)和芯面6搭接以保持壓板(20)位置的完整性，構(gòu)架(22)最好設(shè)計成使油相容的多孔墊(18)和壓板(20)對芯實行靜壓配合。特別是構(gòu)架的尺寸最好使油相容的多孔墊(18)在其適當(dāng)位置上稍微被壓縮。
綁扎帶(26)放在構(gòu)架頂部附近，穿過或送至芯(2)與線圈(24)之間，圍繞構(gòu)架(22)底部，拉緊并夾在適當(dāng)位置。綁扎帶(26)把整個芯組件固定在應(yīng)有的位置。
參考圖2，它展示成品芯的端視圖，芯(2)有一在適當(dāng)位置的線圈(24)。油相容的多孔墊(18)和封閉接頭區(qū)的芯面(6)、(8)一般地緊密接觸。壓板(20)和油相容的多孔墊(18)一般地緊密接觸。構(gòu)架(22)安放在板(20)的上方位置。構(gòu)架(22)在芯(2)的頂上方延伸并安置或固定壓板(20)一般為垂直的位置，從而，將墊(18)以一般緊密接觸固定在芯(2)上。
目前優(yōu)選實例考慮到芯(2)頂部和線圈(24)間留有間隙。這間隙為將各部件，比如斷路器，固定在構(gòu)架(22)上而不損傷芯(2)創(chuàng)造條件。
羊毛氈和聚酯泡沫用作試驗，墊厚3/16英寸，裝置用兩者變換試驗4小時。這些試驗沒有引起損耗惡化，但當(dāng)拆除本裝置時，在墊中可以找到一些被網(wǎng)捕的“麥地格拉斯”(Metglas)小碎片。
氈墊和泡沫墊都不顯示品質(zhì)降低或在靠近壓板出現(xiàn)磨擦接觸的邊緣上有磨損現(xiàn)象，說明在惡劣條件下油相容的多孔墊(18)、壓板(20)及構(gòu)架(22)作為特種過濾器的封閉效果。這次試驗也證明芯外殼的必要性。
安裝裝置的材料估計時間少于1分鐘。
為了具體說明，對本發(fā)明的特別實例已描述如上，但是，在不違背所附權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的條件下，可以進(jìn)行細(xì)節(jié)的多種變化。對比，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出正確評價。
圖1、2中標(biāo)號所指部件名稱2core芯4anelectricalsteeljacket電工鋼套6、8faces表面，thecorefaces芯面10、12、14legs鐵心柱16resinousmaterial樹脂材料18theoilcompatibleporouspads油相容的多孔墊20pressureplates壓板22theframe構(gòu)架24thecoil線圈26thebandingstraps綁扎帶
權(quán)利要求
1.無定形金屬芯裝置包括具有一個接頭的三鐵心柱無定形金屬芯；油相容的多孔墊安置在無定形金屬芯的上述接頭的任何一面；壓板通常配置在和上述油相容的多孔墊緊密接觸的位置；構(gòu)架裝置安放在把上述油相容的孔墊和上述壓板固定在上述無定形芯面的位置從而形成一個芯組件。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述裝置包括配置在上述芯組件周圍的綁扎帶。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述油相容的多孔墊為泡沫材料或氈子。
4.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述壓板為非金屬絕緣材料。
5.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述油相容的多孔墊和上述壓板沿芯面向下延伸直至線圈。
6.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述構(gòu)架和上述壓板及上述油相容的多孔墊靜壓配合。
7.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述芯的三鐵心柱用樹脂材料涂復(fù)。
8.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是上述油相容的多孔墊、上述壓板和上述構(gòu)架裝置都配置在上述芯的頂部，上述壓板和上述構(gòu)架裝置都配置在上述芯的底部。
9.具有一個接頭，一個頂部和一個底部的經(jīng)退火后纏繞的無定形線圈的變壓器的制造方法由以下步驟組成(A)把油相容的多孔墊放在無定形金屬芯接頭的芯面上;(B)通常將壓板放在和上述油相容的多孔墊緊密接觸的位置;(C)通常將構(gòu)架裝置放在上述壓板附近，使上述墊和板固定在上述芯的位置而形成芯組件。
10.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括提供泡沫材料或氈子作為上述油相容的多孔墊。
11.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括在步驟(A)以前將線圈放在上述無定形金屬芯的每根鐵心柱上。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征包括將綁扎帶卷纏上述芯組件，但不卷纏上述線圈。
13.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括上述芯經(jīng)退火后進(jìn)行上述方法的步驟。
14.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括在步驟(A)以前，將樹脂涂層和結(jié)構(gòu)支承裝置應(yīng)用到上述芯的鐵心柱上。
15.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征包括在上述油相容的多孔墊和上述壓板附近靜壓配合上述構(gòu)架裝置。
16.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括將上述油相容的多孔墊和上述壓板沿上述芯面延伸至上述線圈。
17.按權(quán)利要求9所述的方法，其特征包括對上述芯的上述頂部實施上述方法，壓板通常放在和上述芯的上述底部緊密接觸的位置，構(gòu)架裝置通常放在上述壓板附近的位置使上述壓板固定在上述芯的上述底部。
18.在具有接頭的纏有無定形金屬芯的變壓器的制作方法中，使上述變壓器有自立能力的改進(jìn)，其特征是用油相容的多孔墊和壓板基本上復(fù)蓋芯接夾面，并用構(gòu)架裝置將上述油相容的多孔墊和壓板固定在上述芯面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有無定型金屬芯的變壓器制造方法和裝置。無定型金屬芯的接合部分的表面用油相容的多孔墊覆蓋。在墊的上方配置壓極。通常安置在板附近的構(gòu)架把墊和板固定在無定型金屬芯上。綁扎帶可圍繞芯組件穿過使芯組件更為牢固。
文檔編號H01F41/02GK1045889SQ90101349
公開日1990年10月3日 申請日期1990年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年3月14日
發(fā)明者弗蘭克·亨利·格蘭姆斯, 特倫斯·厄爾, 切諾韋思 申請人:美國亞瑞亞勃朗勃威力有限公司