混合变压器芯和制造变压器芯的方法技术

一种混合变压器芯(10)包括晶粒取向钢的柱(21

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合变压器芯和制造变压器芯的方法


[0001]本专利技术涉及变压器芯和制造变压器芯的方法。本专利技术具体地涉及包括晶粒取向钢(grain
‑
oriented steel)和非晶钢(amorphous steel)的变压器芯。

技术介绍

[0002]电力变压器被用于电力分配和电力传输。并联电抗器(shunt reactor)和电力变压器对在电力传输和分配期间引起的损耗有很大贡献。期望的是提供降低功率损耗的功率变压器。
[0003]US 4 668 931 A公开了一种变压器芯，其具有由多个硅钢叠片构成的一个或多个绕组脚和由多个非晶钢叠片构成的一对轭。所述轭和脚通过硅钢
‑
非晶钢叠片接头串联接合以形成磁环路，并且因此提供与仅由硅钢叠片形成的电力变压器芯相比具有显著改善的芯损耗特性的变压器芯。
[0004]WO 2014/009054 A1和EP 2 685 477 A1公开了一种混合变压器芯，其包括非晶钢的第一轭和非晶钢的第二轭。所述混合变压器芯还包括在所述第一轭和所述第二轭之间延伸的晶粒取向钢的至少两个肢。所述至少两个肢中的每个肢的第一端在第一连接平面中耦合到所述第一轭的第一表面，且所述至少两个肢中的每个肢的第二端在第二个连接平面中耦合到所述第二轭的第二表面。
[0005]US 2004/0212269 A1公开了一种方法，其中选择性蚀刻工艺从非晶金属条原料切割形状。多个形状的层通过粘结剂层压组装以形成在高效电动马达和感应装置中有用的通常为多面体形状的大块非晶金属磁性部件。
[0006]非晶钢叠片可以通过将非晶钢带切割成片材且形成用作非晶钢层部(ply)的片材堆叠来形成。在变压器芯组装期间，非晶钢的层部和晶粒取向钢的层部可以被堆叠。非晶钢带的切割可能在片材中产生不期望的波纹。当通过将数个非晶钢片材组合成叠层而形成非晶钢的层部时，该问题会加重。为了例示，在切割非晶钢带的位置和与切割非晶钢带的位置间隔开的位置之间可能导致厚度的显著变化。这使得更难以控制几何结构，这在晶粒取向钢的层部和非晶钢的层部被搭接的接合区域中尤为关键。
[0007]在芯组装期间控制几何结构的另一个问题是，非晶钢的层部可能具有如下机械刚度，该机械刚度非常低以至于在芯组装期间其可以引起轭的弯曲变形(也称为塌陷)。虽然可以使用附加的绝缘垫来实现芯夹钳，但期望的是在芯组装过程中减少轭中的机械塌陷。

技术实现思路

[0008]需要提供改进的变压器芯和制造变压器芯的方法。特别是需要可以通过采用混合芯构造来减少操作期间的损耗同时在变压器芯组装期间提供改进的对几何结构的控制的变压器芯和制造变压器芯的方法。特别是需要提供改进的刚度且降低在变压器芯组装期间轭坍塌的风险的变压器芯和方法。
[0009]根据本专利技术的实施方案，提供了如独立权利要求中所记载的变压器芯和制造方
法。从属权利要求限定了实施方案。
[0010]一种混合变压器芯包括柱和轭。每个柱包括晶粒取向钢的多个第一层部。一个或多个轭包括多个第二层部。每个第二层部包括一组非晶钢片材，所述非晶钢片材可以通过在所述非晶钢片材的面对所述第二层部中的另一个非晶钢片材的主面的外周向区域上的粘结剂涂层互相粘附。
[0011]所述主面可以包括由所述外周向区域围绕的中心区域。所述中心区域可以没有所述粘结剂涂层。
[0012]所述外周向区域可以完全围绕所述中心区域延伸以包围所述中心区域。
[0013]全部所述外周向区域可以被所述粘结剂涂层覆盖。
[0014]每个第二层部可以在形成所述轭和柱的堆叠层中粘附到第一层部。
[0015]所述外周向区域可以包括四个段，所述四个段沿所述主面的四个边延伸且各自具有垂直于所述边延伸所沿的线测量且沿所述边的延伸平均的平均宽度。
[0016]涂覆粘结剂的段的沿所述边的平均宽度或最大宽度(垂直于所述边延伸所沿的线测量的)可以是20mm或更小、15mm或更小、或10mm或更小。
[0017]每个非晶钢片材的所述主面可以具有片材长度和小于该长度的片材宽度。
[0018]所述主面可以是矩形的。
[0019]所述主面可以在其端处以45
°
切口斜接。
[0020]涂覆粘结剂的外周向区域的沿长度方向延伸的段的最大宽度与片材宽度之比小于0.15、小于0.1、或小于0.07。
[0021]涂覆粘结剂的外周向区域的沿宽度方向延伸的段的所述平均或最大宽度与片材长度之比小于0.15、小于0.1、或小于0.07。
[0022]所述粘结剂涂层可以耐热达到至少300℃、达到至少310℃、达到至少320℃、达到至少330℃、达到至少340℃、达到至少400℃、或更高。
[0023]所述粘结剂涂层可以耐热高达所述第一层部和所述第二层部在堆叠之后经受的退火温度。
[0024]所述粘结剂涂层可以是硅树脂基涂层或另一种类型的耐热粘结剂。
[0025]所述粘结剂涂层可以是烤箱涂料(oven
‑
paint)。
[0026]所述混合变压器芯还可以包括在相邻的第二层部之间的电绝缘材料。
[0027]所述电绝缘材料可以包括电绝缘粘结剂。
[0028]所述电绝缘材料可以包括电绝缘粉末。
[0029]所述电绝缘材料可以选择性地仅布置在所述第二层部不与所述第一层部搭接的位置，即，在所述轭的与接合区域不同的部分中。
[0030]所述电绝缘材料可以被涂覆或喷射到所述第二层部的外表面上。
[0031]所述电绝缘材料可以被布置成使得在所述第二层部内的相邻的非晶钢片材之间(即，在粘结地结合在一起以形成所述第二层部的一组片材内)不设置电绝缘材料。
[0032]所述第一层部和所述第二层部可以对接
‑
搭接(butt
‑
lap)布置堆叠。
[0033]所述第一层部和所述第二层部可以混合的阶梯
‑
搭接/对接
‑
搭接(mixed step
‑
lap/butt
‑
lap)布置堆叠。
[0034]所述第一层部和所述第二层部可以单阶梯搭接(single step lap)布置、多阶梯
搭接(mutil
‑
step lap)布置、斜接搭接(mitered lap)布置、混合斜接/对接
‑
搭接布置或另一种类型的变压器芯堆叠技术堆叠。
[0035]在接合区域中，第一层部和第二层部可以交替地布置。
[0036]所述第二层部可以在不同的接合区域之间连续地延伸。
[0037]每个第二层部可以具有相同数目的非晶钢片材。
[0038]每个非晶钢片材可以具有比每个第一层部的第一厚度小的厚度。
[0039]每个第二层部中的非晶钢片材的数目可以被选择为使得所述第二层部具有第二厚度，所述第二厚度与所述第一厚度相同至在20％以内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合变压器芯(10)，包括：柱(21
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23)，每个柱包括晶粒取向钢的多个第一层部(40)；以及一个或多个轭(11、12)，所述轭中的每个包括多个第二层部(50)，每个第二层部包括非晶钢片材(51；51a
‑
g)，所述非晶钢片材通过所述非晶钢片材(51；51a
‑
g)的面对所述第二层部(50)中的另一个非晶钢片材(51；51a
‑
g)的主面的外周向区域(52)上的粘结剂涂层互相粘附，其中所述主面包括由所述外周向区域(52)围绕的中心区域(53)，所述中心区域(53)没有所述粘结剂涂层。2.根据权利要求1所述的混合变压器芯(10)，其中所述外周向区域(52)包括四个段(61
‑
64)，所述四个段沿所述主面的四个边延伸且各自具有垂直于所述边延伸所沿的线测量的平均或最大宽度(w1‑
w4)，其中涂覆粘结剂的外周向区域的沿长度方向延伸的段的所述平均或最大宽度与片材宽度之比小于0.15、小于0.1、或小于0.07，和/或其中涂覆粘结剂的外周向区域的沿宽度方向延伸的段的所述平均或最大宽度与片材长度之比小于0.15、小于0.1、或小于0.07。3.根据前述权利要求中任一项所述的混合变压器芯(10)，其中所述粘结剂涂层耐热达到至少300℃、达到至少310℃、达到至少320℃、达到至少330℃、达到至少340℃、或达到400℃或更高。4.根据前述权利要求中任一项所述的混合变压器芯(10)，其中所述粘结剂涂层是硅树脂基涂层。5.根据前述权利要求中任一项所述的混合变压器芯(10)，还包括在相邻的第二层部(50)之间的电绝缘材料(71)。6.根据权利要求5所述的混合变压器芯(10)，其中所述电绝缘材料(71)包括电绝缘粘结剂或电绝缘粉末。7.根据前述权利要求中任一项所述的混合变压器芯(10)，其中所述第一层部(40)和所述第二层部(50)以对接
‑
搭接布置或混合阶梯
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搭接/对接
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搭接布置堆叠。8.一种变压器，包括根据前述权利要求中任一项所述的混合变压器芯(10)和多个绕组。9.根据权利要求8所述的变压器，其中所述变压器是配电变压器。10.一种制造变压器芯(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：