低损耗非晶合金铁芯制造技术

本发明专利技术涉及非晶变压器技术领域，具体为一种低损耗非晶合金铁芯

【技术实现步骤摘要】
低损耗非晶合金铁芯、变压器及制造方法


[0001]本专利技术涉及非晶变压器
，尤其涉及一种低损耗非晶合金铁芯
、
变压器及制造方法
。

技术介绍

[0002]变压器是输配电的基础设施，广泛应用于工业
、
农业
、
交通
、
城市社区等领域，其中变压器损耗占输配电电力损耗的
40
％
。
[0003]对于配电变压器，其铁芯材料决定了其大部分的损耗来源，选择合适的铁芯材料对于提高配电变压器的能效至关重要
。
非晶合金配电变压器是用非晶合金铁芯制作而成的变压器，是当前电力系统首选节能环保型配电变压器之一
。
非晶合金薄带具有良好的材料特性，以及制造节能
、
使用节能的产品优势
。
非晶合金的生产工艺流程明显短于普通硅钢产品，采用急速冷却的方式，从钢液到非晶薄带制品一次成型制备，与普通硅钢产品相比在生产环节节能显著；在产品应用端，非晶合金薄带具有高磁导率
、
高电阻率等材料特性，用其生产的非晶合金变压器与普通硅钢变压器具有空载损耗低
、
节能效果好的特点
。
[0004]非晶合金带材作为变压器铁芯的核心材料，其损耗决定变压器的整体损耗
。
非晶合金带材的损耗主要由三部分组成，分别为磁滞损耗
、
涡流损耗和反常损耗
。
其中非晶合金带材由于其磁滞较小且矫顽力低，因此磁滞损耗较小
。
传统涡流损耗与带材的厚度
、
电阻率相关，可以通过公式计算出来，但计算出的涡流损耗与实际的涡流损耗相比相差较大，其中这部分损耗差被认为是反常损耗
。
非晶合金带材的反常损耗是由于磁性材料磁化过程中，磁畴结构不同而导致的不均匀磁化引起的能量损耗
。
根据目前的科学研究认为：非晶合金带材的反常损耗大的原因是非晶合金的磁畴宽度大，所以磁壁的移动速度大，从而导致不均匀磁化变化速度大
。
所以如果要降低非晶合金带材的损耗，就要从改变磁畴结构方面进行改善
。
[0005]目前，降低磁性材料反常损耗的办法主要为细化磁畴宽度，已知的办法主要包括对磁材表面进行机械刮划
、
对磁材表面照射激光而使其局部熔化
/
急冷凝固，从而使磁畴细化的激光刻痕法
。
[0006]专利
CN10247350A
提到在一种软磁性非晶质合金薄带的表面上通过激光照射形成的在宽度方向上的点状斑点，从而将磁畴细化，达到使非晶合金带材的损耗降低
。
专利
CN113994441A
提供一种具有线状激光照射痕的铁基非晶合金带材，能够降低磁通密度
1.45T
条件下的铁损
。
可见，激光刻痕技术可以有效的降低非晶合金带材的损耗，且由刻痕非晶合金制备的非晶变压器具有更低的损耗
。
但是从带材生产到铁芯装配的整个流程考虑，如何集成激光刻痕工序，对于激光刻痕技术的应用也是非常重要的
。
对于激光刻痕非晶合金带材的制备，可以通过单独增加激光刻痕产线或在非晶合金带材或铁芯的制备流程中增加刻痕工序
。
如果单独增加激光刻痕产线，需要的建设及维护成本较高，所以一般选择在现有的制造流程中增加激光设备来完成刻痕带的制备
。
在非晶合金带材的制备流程中，抓取工序的位置空间有限，且在本阶段的非晶原带未进行质量检测，刻痕带的质量控制难以
稳定实现；在合卷工序内添加刻痕工序对于带材制备厂来说相对可控，但是刻痕后的非晶合金带材在带材的表面有微观凸起，经过多次的实验测量，在合卷工序刻痕后，合卷后的5层带材的平均叠片系数会降低2％左右
。
采用这种合卷带材去制备铁芯，会对铁芯的尺寸及外观质量造成影响，进而影响损耗
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种低损耗非晶合金铁芯
、
变压器及制造方法，由本专利技术制备的铁芯叠片系数稳定，且铁心的尺寸合格，外观质量良好
。
铁芯具有较低的铁芯损耗，装配后的变压器满足较高的能效等级要求
。
[0008]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种低损耗非晶合金铁芯，包括若干层非晶合金带材，每层所述非晶合金带材的表面具有若干间隔排列的线状刻痕；
[0009]相邻两层非晶合金带材表面的相邻两条线状刻痕在厚度方向上不完全重合
。
[0010]进一步的，每条所述线状刻痕相互平行
。
[0011]和
/
或，所述线状刻痕与所述非晶合金带材的宽度方向的夹角的夹角为0‑
20
°
，优选为0‑5°
，更优选为0°
。
[0012]进一步的，同一层非晶合金带材中，相邻两条线状刻痕的间距
D
为
5mm
‑
50mm
；相邻两层非晶合金带材中，相邻两条线状刻痕的间距
d
满足：
0.1D≤d≤0.5D。
[0013]进一步的，所述线状刻痕的长度
L≥
所述非晶合金带材宽度的
70
％，优选长度
L≥
所述非晶合金带材宽度的
85
％
。
[0014]进一步的，所述非晶合金铁芯的叠层厚度为
C1，设定相同层数的非刻痕非晶合金铁芯的叠层厚度为
C2，则满足：
C2/C1≥0.97。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种以上任一项所述的低损耗非晶合金铁芯的制造方法，包括：
[0016]S1、
在放料带卷后方依次设置数量与非晶合金带材层数相同的激光器，相邻两个激光器在水平方向上的距离
d
与相邻两层非晶合金带材中的相邻两条线状刻痕的间距相同；
[0017]S2、
将若干层非晶合金带材分别同步输送至各个所述激光器进行照射，每层所述非晶合金带材表面形成间隔排列的线状刻痕，且相邻两层非晶合金带材的线状刻痕不重合；
[0018]S3、
通过压辊将刻痕后的若干层非晶合金带材层叠得到多层带材组，接着通过输带槽进入剪切机切断，切断后的多组带材整形后形成低损耗非晶合金铁芯
。
[0019]进一步的，所述非晶合金带材的层数为5‑
15
层；和
/
或，所述非晶合金带材为铁基非晶合金带材，包括
Fe
‑
Si
‑
B
或
Fe
‑
Si
‑
B
‑
C
系
。
[0020]和
/
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低损耗非晶合金铁芯，其特征在于，包括若干层非晶合金带材，每层所述非晶合金带材的表面具有若干间隔排列的线状刻痕；相邻两层非晶合金带材表面的相邻两条线状刻痕在厚度方向上不完全重合
。2.
根据权利要求1所述的低损耗非晶合金铁芯，其特征在于，每条所述线状刻痕相互平行；和
/
或，所述线状刻痕与所述非晶合金带材的宽度方向的夹角为0‑
20
°
，优选为0‑5°
。3.
根据权利要求1所述的低损耗非晶合金铁芯，其特征在于，同一层非晶合金带材中，相邻两条线状刻痕的间距
D
为
5mm
‑
50mm
；相邻两层非晶合金带材中，相邻两条线状刻痕的间距
d
满足：
0.1D≤d≤0.5D。4.
根据权利要求1所述的低损耗非晶合金铁芯，其特征在于，所述线状刻痕的长度
L≥
所述非晶合金带材宽度的
70
％，优选长度
L≥
所述非晶合金带材宽度的
85
％
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述的低损耗非晶合金铁芯，其特征在于，所述非晶合金铁芯的叠层厚度为
C1，设定相同层数的非刻痕非晶合金铁芯的叠层厚度为
C2，则满足：
C2/C1≥0.97。6.
一种权利要求1‑5中任一项所述的低损耗非晶合金铁芯的制造方法，其特征在于，包括：
S1、
在放料带卷后方依次设置数量与非晶合金带材层数相同的激光器，相邻两个激光器在水平方向上的距离
d
与相邻两层非晶合金带材中的相邻两条线状刻痕的间距相同；
S2、
将若干层非晶合金带材分别同步输送至各个所述激光器进行照射，每层所述非晶合金带材表面形成间隔排列的线状刻痕，且相邻两...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞靖，李晓雨，刘红玉，王志强，王泽凡，
申请(专利权)人：青岛云路先进材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：