[其他]創造磁心的方法

無效

• 申請號: 87105579
• 申請日: 1987-08-14
• 公開（公告）號: CN87105579A
• 公開（公告）日: 1988-05-11
• 發明（設計）人: 米蘭·道納德·瓦蘭?？?/a>;丹尼斯·A·莎弗爾
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令

本發明涉及到諸如配電變壓器類電感設備的磁心和心線圈組件，更具體地說涉及到用非晶金屬構成一種有接縫的磁心的方法。

非晶合金用作電力變壓器磁心顯示出具有較低的空載損失，例如市場上常見的阿萊德麥特格拉斯產品（Allitd????Metglas????Product）2605SC和2605S-2即是。因此，在制造電力配電變壓器的磁心方面，對利用非晶合金取代常規的取向性硅鋼片引起了重視。雖然用非晶金屬比用常規的取向性硅鋼片需要較高的初投資，然而由于它降低了損耗，所以這項投資差額可以由變壓器的整個運行壽命中節省的能源損耗完全抵償。

但是，非晶合金不能簡單地在變壓器制造過程中代替常規的電工鋼，非晶金屬所具有的產生許多制造問題的特性必須在生產線以前給予經濟地解決，這樣則應用非晶金屬磁心的變壓器才容易在市場上占有地位。

例如，非晶金屬很薄，標稱厚度約1密耳，非晶金屬也很脆，尤其是在消除應力退火后更脆，這種退火對應用非晶金屬做成的磁心來說是必須的，因為非晶金屬對應力十分敏感。非晶金屬被卷繞后，或者形成適合于配電變壓器磁心的形狀，其空載損耗增加的相當大，那么低空載損耗特性即靠消除應力的退火來恢復。

非晶金屬帶材薄而脆，在形成常規磁心接縫方面也是一個難于制造的問題。當采用無接縫磁心來解決這項接縫問題時，則會使電氣線圈復雜化，常規電氣線圈是在常規磁心接縫被封閉前圍著磁柱直接圈繞的，而這種線圈對于一個無接縫磁心是不能應用的。在一個非切割非晶磁心柱上直接繞制高壓和低壓線圈的工藝是行之有效的，不過通常這些工藝增加了制造投資并使生產線復雜化。

非晶金屬磁心的另一個在制造中成為問題的特性是卷繞后制成的磁心柔性過大。例如，非晶金屬繞成的磁心自己不能支撐，撤除卷繞磁心的心軸后，如果卷線的軸線沒維持在垂直方向，則該磁心將因自重而塌陷。

按照本發明，用非晶金屬制造一種帶接縫磁心的方法包括的步驟為：卷繞一條非晶金屬帶圍繞一個開口形成具有多層圈的封閉環;將所述封閉環以一定指向置于一個支撐面上，該指向能夠借助非晶金屬的固有柔性在該封閉環的非支撐部位造成環的開口塌落，并形成一個凹環;將至少層圈的一層從凹環提升出來于是在該至少一層被提升的層圈和該凹環其余部分之間提供一個間隙;切除所述的至少一層提離的層圈;以及重復提升和切除步驟，直到切除全部層圈。

通常，用非晶金屬帶卷成磁心后，支撐心軸即被撤除，該卷繞軸線為水平線，該磁心置于一個允許其塌陷的支撐面上，該磁心的未被支撐的部分即形成一個凹環，利用該凹環形成層切操作的間隙。將各層圈從凹環提升出來并進行機械切割，或利用電磁幅射光（例如激光）切割。如用機械切割，則可以一次提升若干圈，例如一次提5、10或15圈，并且可以同時切割被提升的各層圈。如果用激光切割，則將一個層圈提升到激光的焦點進行切割。當預定圈數的層圈在整卷上預定的圓周部位切割完畢后，就指引切割裝置或磁心來變換切割位置。重復該提升、切割和指引三個步驟直到整個磁心構件被切完，切割模式能夠在切好的各層圈逐次分別裝上高壓、低壓線圈后形成一個具有低損失的臺階形疊縫。

本發明的一個較佳實施例為，或用磁吸力或用磁斥力從該凹環中提升或分開一層或多層最外層圈。

如果切割步驟采用機械裝置，例如用剪刀或剪切裝置，提升步驟中以提升一組層圈較好。從該凹環中每次提升出一組層圈，用一種合適的切割裝置前移到選定的層圈數中的各切割位置，并同時切割選定的被提升的各層圈，然后使機械切割裝置退回，不防礙下次提升工序。根據各次切割之間的要求，或是指示磁心環或機械切割裝置，或是按垂直于前行和后退的運動方向以臺階式退回和前移，建立所期望的臺階式疊蓋模式。

如果切割步驟是用激光實現，磁場可以提升若干層層圈，但是僅將最外層圈被準確地提升到激光焦點，并被一機械止檔定位。然后切割該層圈，其端部離開該切割位置，以使下一層圈自動定位到該止檔處。在預定數目的層圈在磁心的預定圓周切割完成后，激光被指引（如用一面鏡子），或磁心按要求被指引、定位在所要求的臺階模式的下一步位置。

現結合實例和以下附圖闡述本發明于后：

圖1透視圖說明用于以非晶金屬構成磁心的方法中第一步所用的設備;

圖2為用圖1所示設備卷成的一個閉路磁心環的剖面圖;

圖3為圖2所示閉路磁心環的平面視圖，卷繞心軸已撤除，圖3說明在該卷繞好心環的預定圓周處夾住或固定住該磁心的層圈，例如綁扎住端部;