一种铁芯和其制造方法及包含铁芯的变压器技术

本发明专利技术公开了一种高性能铁芯和其制造方法及包含高性能铁芯的变压器，铁芯的组成原料按照重量份为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙1‑7重量份、聚苯乙烯6‑12重量份、碳酸锰1‑5重量份、高岭土8‑14重量份、碳酸锶0.5‑2.5重量份、铷0.1‑0.5重量份、氧化钴1‑2.6重量份、氧化铝5‑9重量份、氧化镧0.8‑1.2重量份、氯化亚铁8‑12重量份、溴化亚铜2‑8重量份、氧化锆0.3‑0.9重量份、三烯丙基异氰脲酸酯1‑5重量份、氯化铁3‑7重量份、钐0.4‑0.6重量份。本发明专利技术提高了铁芯及变压器的各方面性能，工作时振动小，噪音小，磁阻大大减少，激磁电流显著降低；不存在高耗能区；铁芯空载损耗小；变压器的抗短路能力大大得到改善等。

High performance iron core and its manufacturing method and transformer comprising high performance iron core

The invention discloses a transformer of high performance core and its manufacturing method and contains high performance core materials, core parts by weight: 85 parts by weight of iron oxide and Zinc Oxide 55 weight portions, 25 parts by weight of titanium dioxide, manganese oxide, silicon oxide, 8 weight weight, 7 to 5 parts by weight of glass fiber, ISO 1 calcium caprylate in 7 weight portions, 6 polystyrene 12 weight portions, 1 to 5 parts by weight of manganese carbonate, kaolin 8 14 weight portions, 0.5 to 2.5 parts by weight of strontium carbonate, rubidium 0.1 0.5 weight portions, cobalt oxide 1 2.6 weight portions, 5 alumina 9 weight portions, 0.8 lanthanum oxide 1.2 weight portions, 8 12 weight portions of ferrous chloride, copper bromide 2 8 weight portions, zirconia 0.3 0.9 weight portions, three Triallyl isocyanurate 1 5 weight portions, 3 ferric chloride 7 weight portions, SM 0.4 0.6 weight parts. The invention improves the performance of the core and the work of transformer, small vibration, low noise, reluctance is greatly reduced, the magnetizing current is significantly reduced; high energy consuming region does not exist; the iron core transformer no-load loss; short-circuit resistance can be improved.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器设备
，尤其涉及一种高性能铁芯和其制造方法及包含高性能铁芯的变压器。
技术介绍
目前，节能是我国建设节约型社会的一项必不可少的国策，由于非晶合金变压器有显著的节能环保性能，已经逐步被广大用户所接受，成为理想的新一代配电变压器。大部分的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。变压器的铁芯是由软磁材料制成的具有高起始导磁率、低损耗和磁性能稳定的构件，变压器铁芯在变压器中起着重要的作用，是变压器构件中的核心组件。作为代表性的软磁材料，已知有具有六方晶的M型磁铁铅矿结构的Sr铁氧体(SrFe12O19)和Ba铁氧体(BaFe12O19)。这些铁氧体烧结磁体，以氧化铁和锶(Sr)或钡(Ba)的碳酸盐等为原料，通过粉末冶金法比较廉价地制造。近年来，以零件的小型、轻量化以及高效率化为目的，要求软磁材料制备铁芯要具备高性能化。一面要保持高残留磁通密度Br(以下，仅称为“Br”)，一面要具有即使在薄型化时的强大的反磁场作用下也不会去磁的高矫顽力。为了实现铁氧体烧结磁体的磁体特性的提高，提出有各种各样的提案。虽然现有的变压器铁芯各方面特性均有所提高，但是还有待于改进和发展，存在如下的不足：比如铁芯叠放容易产生额外噪声，三相供电时磁阻大，激磁电流显著升高，存在高耗能区，因接缝处形成的空气隙带来的损耗大；变压器的抗短路能力有待改善等。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高性能铁芯和其制造方法及包含高性能铁芯的变压器。本专利技术采用的技术方案为：一种高性能铁芯，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与氧副成分的组成原料按照重量份的分配为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙1-7重量份、聚苯乙烯6-12重量份、碳酸锰1-5重量份、高岭土8-14重量份、碳酸锶0.5-2.5重量份、铷0.1-0.5重量份、氧化钴1-2.6重量份、氧化铝5-9重量份、氧化镧0.8-1.2重量份、氯化亚铁8-12重量份、溴化亚铜2-8重量份、氧化锆0.3-0.9重量份、三烯丙基异氰脲酸酯1-5重量份、氯化铁3-7重量份、钐0.4-0.6重量份。所述的高性能铁芯的制备方法，包括如下步骤：（1）将各原料，按照重量份称重，粉碎后过100-200目筛后混合均匀备用；（2）将步骤（1）的组分在氧气条件下进行预烧；（3）将预烧后的原料混合后置于球磨机中破碎；（4）将步骤（3）的破碎原料造粒，然后进行模压成型为毛坯；（5）将毛坯置于氧气条件下烧结，温度为900-950℃，保持1.5-2.5h后快速升温至1150-1250℃，保持4-6h，快速升温至1500-1600℃，保持1.5-2.5h，冲入氮气降温至650-750℃，保持3-5h，降温至室温得到高性能铁芯半成品；（6）将高性能铁芯半成品经过磨削加工、检查、包装制得用于高性能铁芯的成品。一种变压器，容量≥500KVA，包含权利要求1所述的高性能铁芯，且该变压器在频率为50Hz，最大磁通密度为1.35T条件下的空载损耗≤0.25W/kg。本专利技术针对现有变压器铁芯存在的不足，提出一种高性能铁芯及包含该铁芯的变压器，该铁芯组分配制合理科学，成本低，提高了铁芯及变压器的各方面性能，如：工作时振动小，噪音小，能够确保三相供电的平衡，使磁阻大大减少，激磁电流显著降低；不存在高耗能区，可充分发挥出非晶合金高导磁的特点，最大的减少因接缝处形成的空气隙带来的损耗；空载损耗与铁芯重量成正比，铁芯空载损耗小；变压器的抗短路能力大大得到改善；能够有效抵抗雷击和浪涌电流冲击，提高变压器铁芯的使用寿命，降低安全事故的发生率；同时，该铁芯的制作方法简化了变压器铁芯制造工艺流程，避免了两层铁芯叠放情况下铁芯分别固定的复杂工艺，提高了工作效率。具体实施方式下面用具体实施例详述本专利技术，但本专利技术的保护范围并不局限于此：实施例1一种高性能铁芯，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与副成分的组成原料按照重量份为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙1重量份、聚苯乙烯6重量份、碳酸锰1重量份、高岭土8重量份、碳酸锶0.5重量份、铷0.1重量份、氧化钴1重量份、氧化铝5重量份、氧化镧0.8重量份、氯化亚铁8重量份、溴化亚铜2重量份、氧化锆0.3重量份、三烯丙基异氰脲酸酯1重量份、氯化铁3重量份、钐0.4-重量份。所述高性能铁芯的制备方法，包括如下步骤：（1）将各原料，按照重量份称重，粉碎后过100目筛后混合均匀备用；（2）将步骤（1）的组分在氧气条件下进行预烧；（3）将预烧后的原料混合后置于球磨机中破碎；（4）将步骤（3）的破碎原料造粒，模压成型为毛坯；（5）将毛坯置于氧气条件下烧结，温度为900℃，保持1.5-h后快速升温至1150℃，保持4h，快速升温至1500℃，保持1.5h，冲入氮气降温至650℃，保持3h，降温至室温得到高性能铁芯半成品；（6）将高性能铁芯半成品经过磨削加工、检查、包装制得用于高性能铁芯的成品。本专利技术还提供一种包含上述的高性能铁芯的变压器，容量≥500KVA，且该变压器在频率为50Hz，最大磁通密度可以为1.35T条件下的空载损耗≤0.25W/kg。实施例2一种高性能铁芯，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与副成分的组成原料按照重量份为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙4重量份、聚苯乙烯8重量份、碳酸锰3重量份、高岭土11重量份、碳酸锶1.5重量份、铷0.3重量份、氧化钴1.8重量份、氧化铝7重量份、氧化镧1重量份、氯化亚铁10重量份、溴化亚铜2-8重量份、氧化锆0.6重量份、三烯丙基异氰脲酸酯3重量份、氯化铁5重量份、钐0.5重量份。所述高性能铁芯的制备方法，包括如下步骤：（1）将各原料，按照重量份称重，粉碎后过120目筛后混合均匀备用；（2）将步骤（1）的组分在氧气条件下进行预烧；（3）将预烧后的原料混合后置于球磨机中破碎；（4）将步骤（3）的破碎原料造粒，模压成型为毛坯；（5）将毛坯置于氧气条件下烧结，温度为925℃，保持2h后快速升温至1200℃，保持5h，快速升温至1550℃，保持2h，冲入氮气降温至700℃，保持4h，降温至室温得到高性能铁芯半成品；（6）将高性能铁芯半成品经过磨削加工、检查、包装制得用于高性能铁芯的成品。本专利技术还提供一种包含上述的高性能铁芯的变压器，容量≥500KVA，且该变压器在频率为50Hz，最大磁通密度为1.35T条件下的空载损耗≤0.25W/kg。实施例3一种高性能铁芯，它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与副成分的组成原料按照重量份为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙7重量份、聚苯乙烯12重量份、碳酸锰5重量份、高岭土14重量份、碳酸锶2.5重量份、铷0.5重量份、氧化钴2.6重量份、氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能铁芯，其特征在于：它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与氧副成分的组成原料按照重量份的分配为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙1‑7重量份、聚苯乙烯6‑12重量份、碳酸锰1‑5重量份、高岭土8‑14重量份、碳酸锶0.5‑2.5重量份、铷0.1‑0.5重量份、氧化钴1‑2.6重量份、氧化铝5‑9重量份、氧化镧0.8‑1.2重量份、氯化亚铁8‑12重量份、溴化亚铜2‑8重量份、氧化锆0.3‑0.9重量份、三烯丙基异氰脲酸酯1‑5重量份、氯化铁3‑7重量份、钐0.4‑0.6重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高性能铁芯，其特征在于：它的原料包括氧化铁、氧化锌和氧化锰的主成分和包含氧副成分；所述主成分与氧副成分的组成原料按照重量份的分配为：氧化铁85重量份、氧化锌55重量份、氧化锰25重量份、二氧化钛8重量份、氧化硅7重量份、玻璃纤维5重量份、异辛酸钙1-7重量份、聚苯乙烯6-12重量份、碳酸锰1-5重量份、高岭土8-14重量份、碳酸锶0.5-2.5重量份、铷0.1-0.5重量份、氧化钴1-2.6重量份、氧化铝5-9重量份、氧化镧0.8-1.2重量份、氯化亚铁8-12重量份、溴化亚铜2-8重量份、氧化锆0.3-0.9重量份、三烯丙基异氰脲酸酯1-5重量份、氯化铁3-7重量份、钐0.4-0.6重量份。2.根据权利要求1所述的高性能铁芯的制备方法，包括如下步骤：（1）将各原料，按照重量份...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟富轩，
申请(专利权)人：索凌电气有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41