[發明專利]一種帶鐵基納米晶鐵芯的配電變壓器和鐵芯制作方法

在審

• 申請號: 201710383666.3
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107025987A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 劉光祺;楊航;唐凌霄;劉凌;謝樂;王科;劉軒東;錢國超;鄒徳旭;顏冰
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/25;H01F41/02
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本發明涉及變壓器制備工藝技術領域，尤其涉及一種帶鐵基納米晶鐵芯的配電變壓器和鐵芯制作方法。

背景技術

配電變壓器是配電系統中通過變換交流電壓和電流而傳輸交流電能的一種靜止電器，而鐵芯是配電變壓器中傳遞和變換電磁能量的主要部件，因此，鐵芯的性能和結構對配電變壓的性能有重要影響。

傳統的配電變壓器中，配電變壓器的鐵芯通常采用硅鋼片鐵芯，硅鋼片鐵芯一般包括鐵芯柱和橫片兩部分，鐵芯柱上套有繞組，橫片用于閉合磁路。鐵芯柱由許多硅鋼片采用疊片式結構組成，即鐵芯柱由不同寬度的條形硅鋼片依次軋制而成，整體呈現類圓柱形。組成鐵芯柱的硅鋼片厚度一般為0.35-0.5mm，相鄰硅鋼片之間涂絕緣漆確保硅鋼片之間互相絕緣。配電變壓器鐵芯柱的橫截面也就是硅鋼片的形狀，通常設計為常規的回字形、字母C形或字母E形。

然而，傳統的配電變壓器中，由于配電變壓器鐵芯采用硅鋼片鐵芯，使配電變壓器頻率一般只能夠達到50HZ。在一些高頻工作的場合，由于硅鋼片鐵芯受自身磁通飽和度的限制，使得硅鋼片鐵芯的工作頻率較低，從而導致配電變壓器能量轉換效率不夠高，因此配電變壓器的功率密度較小，工作效率較低，因此帶硅鋼片鐵芯的配電變壓器無法很好地滿足高頻工作場合的要求。而且，傳統的配電變壓器中，由于硅鋼片材質堅硬，且硅鋼片鐵芯的制備方法比較單一，使得硅鋼片的形狀比較單一化，從而使得硅鋼片鐵芯柱的橫截面形狀也比較單一化。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本發明提供一種帶鐵基納米晶鐵芯的配電變壓器和鐵芯制作方法。

一種帶鐵基納米晶鐵芯的配電變壓器，包括外殼、鐵芯、用于固定鐵芯的至少兩組鐵芯緊固組件、緊密繞制在鐵芯外部的一次繞組和二次繞組，鐵芯、一次繞組和二次繞組設置在外殼內，外殼上固定設置有引線套管；其中，鐵芯設置為鐵基納米晶鐵芯，鐵基納米晶鐵芯為內部中空的柱狀空腔結構；鐵芯緊固組件包括兩個夾板，兩個夾板分別夾設在鐵基納米晶鐵芯的內表面和外表面，且兩個夾板通過螺釘固定在外殼上；至少兩組鐵芯緊固組件均勻設置在鐵基納米晶鐵芯上。

可選地，鐵基納米晶鐵芯由多層柱狀空腔結構的鐵基納米晶薄帶構成，且鐵基納米晶薄帶之間熱壓連接。

可選地，鐵基納米晶鐵芯由一層鐵基納米晶薄帶構成，且鐵基納米晶薄帶沿軸向卷繞多層，形成柱狀空腔結構。

可選地，鐵芯緊固組件設置為G10絕緣板。

可選地，螺釘設置為陶瓷螺釘。

可選地，鐵基納米晶薄帶的厚度為27±2μm或33±2μm。

一種鐵芯制作方法，包括：

確定鐵芯的橫截面形狀和尺寸；根據鐵芯的橫截面形狀和尺寸選擇鐵芯模具，利用鐵芯模具將鐵基納米晶薄帶制作成柱狀空腔結構的半成品鐵芯；在氮氣保護下，對半成品鐵芯進行熱處理，熱處理溫度為823-843K，保溫時間為80-100min；對熱處理后的鐵芯降溫，獲取鐵基納米晶鐵芯。

可選地，利用鐵芯模具將鐵基納米晶薄帶制作成柱狀空腔結構的半成品鐵芯，包括：將多層鐵基納米晶薄帶放入鐵芯模具中，且相鄰的鐵基納米晶薄帶之間交錯相疊設置；利用鐵芯模具使鐵基納米晶薄帶形成柱狀空腔結構的半成品鐵芯。

可選地，利用鐵芯模具將鐵基納米晶薄帶制作成柱狀空腔結構的半成品鐵芯，包括：將一層鐵基納米晶薄帶放入鐵芯模具中；利用鐵芯模具使鐵基納米晶薄帶軸向卷繞多次，形成柱狀空腔結構的半成品鐵芯。

本發明的實施例提供的技術方案可以包括以下有益效果：

一種帶鐵基納米晶鐵芯的配電變壓器，包括外殼、鐵芯、用于固定鐵芯的至少兩組鐵芯緊固組件、緊密繞制在鐵芯外部的一次繞組和二次繞組，鐵芯、一次繞組和二次繞組設置在外殼內，外殼上固定設置有引線套管；其中，鐵芯設置為鐵基納米晶鐵芯，鐵基納米晶鐵芯為內部中空的柱狀空腔結構；鐵芯緊固組件包括兩個夾板，兩個夾板分別夾設在鐵基納米晶鐵芯的內表面和外表面，且兩個夾板通過螺釘固定在外殼上；至少兩組鐵芯緊固組件均勻設置在鐵基納米晶鐵芯上。