一种三角形纳米晶铁芯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三角形纳米晶铁芯，所述三角形纳米晶铁芯是由纳米晶带材卷绕而成的空心三角柱体，所述空心三角柱体的三个外柱面中两两之间通过外圆弧面连接；所述空心三角柱体的三个内柱面中两两之间通过内圆弧面连接；所述三角形纳米晶铁芯的横截面的外周包括三条长度相等的长直边和三条外圆弧，三条所述长直边两两之间通过所述外圆弧连接，以所述三条外圆弧的三个顶点构成的外圆的直径为400‑900mm，所述三角形纳米晶铁芯的厚度为40‑200mm。本实用新型专利技术通过卷绕制备而得的三角形铁芯尺寸大、容量高，可以满足大容量高频变压器对于电力电子输入输出的三项需求。

【技术实现步骤摘要】
一种三角形纳米晶铁芯
本技术属于新材料
，特别涉及一种三角形纳米晶铁芯。
技术介绍
大容量高频率变压器(频率≥10kHz，容量≥200kVA)是灵活交流输电、新能源(光伏和风电等)并网、电网智能化、电网侧储能等领域的关键核心设备之一。纳米晶铁芯是提升高频变压器容量、工作频率和效率，缩小体积，减少PET模块数量的关键，是高频变压器的“心脏”。但大容量纳米晶铁芯研制过程中存在着微观组织结构不均匀、退火发脆、成品率低、应力敏感等行业共性技术瓶颈，制约了大容量铁芯的开发和应用。中国专利申请CN1144389A和CN2266780Y公开了一种带护盒的纳米晶软磁铁芯及其制造方法，铁芯元件由铁芯及其端面上的保护膜和带通风孔的护盒组成。中国专利申请201510319907.9公开了一种矩形非晶纳米晶磁芯及其制备方法，含Co成分制备带材、带材卷绕、矩形模具、退火、喷涂铁芯端面和表面。中国专利201010223202.4公布了一种纳米晶带材卷绕成φ70mm×φ120mm×30mm的铁芯，由制带、卷绕成铁芯，磁场退火，将片层间铁芯无粘连处理。中国专利申请201310071294.2公布了一种逆变焊机电源变压器纳米晶铁芯及其制备方法，包括采用速凝法制带、绕制铁芯和热处理步骤制备，铁芯最大尺寸为φ120mm×φ60mm×h30mm的纳米晶铁芯，20kHz、0.5T下铁损15W/kg，剩磁0.15T。中国专利201480008901.3公开了一种Fe基纳米晶体软磁性合金的环状磁芯以及使用其的磁性部件，磁芯由部分Fe被Ni和/或Co置换的Fe基纳米晶体软磁性合金形成。中国专利CN201580019461提供一种Fe基纳米晶合金磁芯，磁芯卷绕成外径31mm、内径21mm，制成环形磁芯(高度15mm)；中国专利CN201680008320公布了一种基于纳米晶磁性合金的磁芯，磁芯外径(OD)＝42.0mm–130.5mm、内径(ID)＝40.0mm-133.0mm和高度(H)＝25.4mm-50.8mm的环形芯。US2016369364A1公布了一种制备纳米晶磁芯的方法，磁芯尺寸φ190mm×φ150mm×25mm，用去应力退火。中国专利申请201710383666.3公开了一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器和铁芯制作方法，多层纳米晶薄带之间通过热压进行连接，铁基纳米晶铁芯为内部中空的柱状空腔结构。中国专利申请201610046537.0公布了一种纳米晶磁芯加横向磁场的热处理方法，环状磁芯尺寸规格为20mm(外径)×14mm(内径)×10(宽)mm。中国专利技术专利申请201810938249.5，一种非晶纳米晶磁芯的热处理方法，环状磁芯尺寸规格为φ32mm×φ20mm×10mm。日立金属EP0695812A1公布了一种具有绝缘涂层的纳米晶合金及其磁芯，100mm外径，80mm内径的圆形磁芯，20mm宽度；绝缘涂层0.05-0.1μm厚度；中国专利201511029401.0提供一种精密制备环形高导磁率纳米晶磁芯的方法，该方法包括纳米晶磁芯固化和纳米晶磁芯切割的步骤，其环形磁芯，磁芯直径37.9mm。变压器的容量与铁芯的截面积基本成正比，因此大容量高频变压器铁芯的截面积尺寸更大。但由于纳米晶铁芯退火后发脆，尺寸越大，微观织不均匀性越大，脆性问题导致的铁芯制备、搬运、绕组绕制、装配应用难度成倍增加。因此，纳米晶铁芯尺寸越大，制备难度也越大。综上可知，目前本领域内纳米晶铁芯均为环形，且铁芯最大尺寸为φ120mm×φ60mm×h30mm及以内，缺乏大尺寸三角形纳米晶铁芯。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足及缺陷，本技术的目的在于提供一种三角形纳米晶铁芯，该铁芯具有大的尺寸及重量，可用于大容量变压器。本技术解决技术问题所采用的技术方案如下：本专利技术第一方面提供的一种三角形纳米晶铁芯，所述三角形纳米晶铁芯是由纳米晶带材卷绕而成的空心三角柱体，且相邻纳米晶带材层之间设置有黏附层，且黏附层通过浸漆固化方式获得；所述空心三角柱体的三个外柱面中两两之间通过外圆弧面连接；所述空心三角柱体的三个内柱面中两两之间通过内圆弧面连接；所述三角形纳米晶铁芯的横截面的外周包括三条长度相等的长直边和三条外圆弧，三条所述长直边两两之间通过所述外圆弧连接，以所述三条外圆弧的三个顶点构成的外圆的直径为400-900mm，所述三角形纳米晶铁芯的厚度(即所述外柱面和内柱面之间的垂直距离)为40-200mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述长直边的长度为50-500mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述外圆弧的圆(外圆弧为圆的一部分)的半径为100-300mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述三角形纳米晶铁芯的横截面的内周包括三条长度相等的短直边和三条内圆弧，三条所述短直边两两之间通过所述内圆弧连接，所述三条内圆弧的三个顶点构成的内圆的直径为200-700mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述内圆弧的圆的半径为40-150mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述内圆弧所对应的圆心角为60°。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述三角形纳米晶铁芯的高度为50-600mm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述三角形纳米晶铁芯可在高度方向上通过拼接而成。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述三角形纳米晶铁芯的重量为≥20kg。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述纳米晶带材的厚度为14-26μm。在上述三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述的三角形纳米晶铁芯还包括：地线铜接片，设置于所述三角形纳米晶铁芯的所述外圆弧的顶点和内圆弧的顶点之间线段的中间位置；和/或环氧板，设置于所述三角形纳米晶铁芯的上下表面。本专利技术第二方面提供的一种三角形纳米晶铁芯，是由多个上述第一方面提供的三角形纳米晶铁芯在高度方向上堆叠而成的，且相邻上述第一方面提供的三角形纳米晶铁芯之间有粘结层。在上述第二方面的三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述粘结层的材料为导热硅胶、环氧树脂AB胶或有机硅导热灌封胶。在上述第二方面的三角形纳米晶铁芯中，作为一种优选实施方式，所述上述第一方面提供的三角形纳米晶铁芯的个数是2-20。以上各优选技术方案在不冲突的情况下，可以自由组合，以形成新的技术方案。与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：(1)本技术通过卷绕制备而得的三角形铁芯尺寸大、容量高。(2)本技术的三角形铁芯可以满足大容量高频变压器对于电力电子输入输出的三项需求。(3)本技术可将两支或多支铁三角形铁芯进行拼接成一个更大铁芯，能大幅提高铁芯的尺寸和截面积，从而提高纳米晶铁芯的容量；能够延伸制备出200kVA-1000kVA、甚至5MW的大容量高频变压器。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三角形纳米晶铁芯，其特征在于，所述三角形纳米晶铁芯是由纳米晶带材卷绕而成的空心三角柱体，且相邻纳米晶带材层之间设置有黏附层，且黏附层通过浸漆固化方式获得；所述空心三角柱体的三个外柱面中两两之间通过外圆弧面连接；所述空心三角柱体的三个内柱面中两两之间通过内圆弧面连接；所述三角形纳米晶铁芯的横截面的外周包括三条长度相等的长直边和三条外圆弧，三条所述长直边两两之间通过所述外圆弧连接，以所述三条外圆弧的三个顶点构成的外圆的直径为400-900mm，所述三角形纳米晶铁芯的厚度为40-200mm。/n

【技术特征摘要】
1.一种三角形纳米晶铁芯，其特征在于，所述三角形纳米晶铁芯是由纳米晶带材卷绕而成的空心三角柱体，且相邻纳米晶带材层之间设置有黏附层，且黏附层通过浸漆固化方式获得；所述空心三角柱体的三个外柱面中两两之间通过外圆弧面连接；所述空心三角柱体的三个内柱面中两两之间通过内圆弧面连接；所述三角形纳米晶铁芯的横截面的外周包括三条长度相等的长直边和三条外圆弧，三条所述长直边两两之间通过所述外圆弧连接，以所述三条外圆弧的三个顶点构成的外圆的直径为400-900mm，所述三角形纳米晶铁芯的厚度为40-200mm。


2.根据权利要求1所述的三角形纳米晶铁芯，其特征在于，所述长直边的长度为50-500mm，所述外圆弧的圆的半径为100-300mm。


3.根据权利要求1所述的三角形纳米晶铁芯，其特征在于，所述三角形纳米晶铁芯的横截面的内周包括三条长度相等的短直边和三条内圆弧，三条所述短直边两两之间通过所述内圆弧连接，所述三条内圆弧的三个顶点构成的内圆的直径为200-700mm。


4.根据权利要求3所述的三角形纳米晶铁芯，其特征在于，所述内圆弧所对应的圆心角为60°。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：董帮少，周少雄，邢彦兴，张迁，郑伟，王建，宋苏，
申请(专利权)人：江苏集萃安泰创明先进能源材料研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32