一种制造磁芯（10）的方法包括下述步骤：连接具有布置为层叠结构的多层磁芯材料（16）的第一和第二芯堆叠（12，14）以使得第一芯堆叠（12）的磁芯层（16）与第二芯堆叠（14）的磁芯层（16）基本上对齐；以及将磁性填充物（22）插入到基本上对齐的磁芯层（16）之间的任何间隙（20）中以桥接基本上对齐的磁芯层（16）之间的间隙（20）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁芯本专利技术涉及一种制造磁芯的方法，并且特别地涉及一种制造用于在变压器中使用的磁芯的方法。在エ业和电カ传输和分配应用中使用的变压器通常包括围绕磁芯缠绕的初级绕组和次级绕组。初级网络和次级网络连接到初级绕组和次级绕组。为了将电カ从初级网络传输到次级网络，交流电流通过初级绕组。初级绕组中的交流电流在变压器的磁芯中产生交变磁通，该交变磁通在次级绕组中感生交流电压。初级绕组中的匝数与次级绕组中的匝数的比率确定两个绕组上的电压的比率。在其它变压器(例如，自耦变压器)布置中，初级网络和次级网络可以连接到围绕磁芯缠绕的单绕组。在这样的布置中，网络连接在不同点、或抽头处，并且绕组的一部分用 作初级绕组和次级绕组的一部分。为了从源网络传输电力，电流必须流过连接到源网络的初级绕组以在磁芯中产生磁场。该电流通常被称为“磁化电流”并且即使在电カ没有被传递到次级网络时也存在。流过初级绕组的电流导致初级绕组以及将初级绕组连接到以发电站或风力发电厂的形式提供的电カ源的电カ系统的电阻性发热，从而导致电カ损耗。变压器中通常采用的磁芯通常具有比周围空气更高的磁导率。由流过初级线圈的电流产生的磁场的磁场线因此集中在磁芯结构内。使用磁芯减少了与建立磁场所要求的磁化电流的大小相关的电カ损失，这是因为使磁通通过具有比空气更大的磁导率的给定长度的磁性材料比使磁通通过对应长度的空气要求更低的磁化电流。变压器常常包括使用钢构造的磁芯以约束和引导磁场，钢具有比空气高的磁导率并且因此要求比空气低的每单位长度的磁化电流。然而，钢是电导体并且因此当交变磁通通过钢芯时在钢芯内感生涡电流，这导致电カ损耗。根据本专利技术的第一方面，提供了一种制造磁芯的方法，该方法包括下述步骤连接具有布置为层叠结构的多层磁芯材料的第一和第二堆叠以使得第一芯堆叠的磁芯层与第ニ芯堆叠的磁芯层基本上对齐；以及将磁性填充物插入到基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙中以桥接基本上对齐的磁芯层之间的间隙。使用第一芯堆叠和第二芯堆叠允许制造尺寸大于单个芯堆叠的磁芯，并且还允许制造具有不同形状的磁芯。例如，芯堆叠可以布置并连接为限定C形状、U形状的芯、H-I形状的芯、E-I形状的芯、L形状的芯或者I形状的芯。在第一芯堆叠和第二芯堆叠中的姆ー个中提供磁芯材料层有助于提供其中减少了由于磁芯中的涡电流的产生导致的电カ损耗的磁芯。通过每层磁芯材料的相对较小的截面大大地减小了当交变通量流过磁芯材料时在磁芯材料中感生的任何涡电流的大小，其中每层磁芯材料的相对较小的截面限制了涡电流的循环。每个磁性层的相对较小的截面还意味着获得的磁芯具有比非层叠的磁芯更高的电阻。使用磁性填充物来桥接第一芯堆叠和第二芯堆叠的基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙在使用中有利于磁通从ー个芯堆叠流到下一芯堆叠，同时使得相邻层叠之间的通量转移最小，并且因此使涡电流的感生最小。由于除非采用非常复杂且昂贵的制造エ艺否则芯堆叠的抵靠面具有不可避免的粗糙度，因此上述方法是有利的。这意味着，抵靠面不能够布置为完全地彼此接触并且导致基本上对齐的磁性层之间的间隙，从而缺少磁性填充物将导致在使用时需要更大的磁化电流。磁性填充物的使用因此有助于减少由于相邻芯堆叠的基本上对齐的磁芯层之间的间隙的存在而导致可能发生的电カ损耗。优选地，该方法进ー步包括下述步骤激励第一芯堆叠和第二芯堆叠以生成磁场以吸引基本上对齐的磁芯层之间的磁性填充物。这提供了用于填充截面很小、深、截面变化和/或难以接触的间隙的简单的技木。在本专利技术的实施方式中，磁性填充物可以包括软磁材料的细粉末，软磁材料优选 地包括从Fe、Co、Ni和铁素体钢的组中选择的ー种或多种元素，并且优选地是铁磁材料。使用细粉末允许磁性填充物准确地桥接基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙并且防止产生由于使用大小与任何间隙差不多的组件而可能出现的死体积。任何这样的死体积导致了磁通流动的不规则路径并且会影响磁芯的磁性质。软磁材料的诸如高饱和磁化、低抗磁力和高磁导率的优异的磁性质使得这样的材料适合于用作磁性填充物并且减少了与磁滞相关的能量损耗。在本专利技术的其它实施方式中，磁性填充物可以包括其中铁磁材料的纳米大小的颗粒悬浮在载液中的铁磁流体，其中纳米大小的颗粒中的每ー个优选地具有l_150nm的范围内的直径。使用铁磁流体的有利之处在于其可以被倒入基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙中并且将流动以占据任何形状和大小的间隙。载液中的纳米大小的颗粒的分散确保了整个载液中的磁性质的基本上均匀的分布。铁磁材料可以包括铁磁元素、铁磁氧化物和铁磁合金中的一种或组合，并且铁磁材料可以提供为非晶状态、超顺磁状态、常规合金铁磁状态或晶体状态。在这样的实施方式中，铁磁材料可以包括从Fe-Ni、Fe-Co、Fe-Ag, Co-Pt和Fe-Pt的组中选择的铁磁合金。在其它这样的实施方式中，铁磁材料可以包括从a -Fe203> Y _Fe203、FeO和Fe3O4的组中选择的铁磁氧化物。在又ー这样的实施方式中，铁磁材料可以包括掺有从Ni、Co、Pd、Ag、Au和Pt的组中选择的一种或多种导电元素的铁磁氧化物。优选地，纳米大小的颗粒中的每ー个被涂覆有从Ni、Co、Pd、Ag、Au和Pt的组中选择的导电元素。用导电元素涂覆纳米大小的颗粒提供了修改纳米大小的颗粒的磁性质的能力并且因此提供了修改磁性填充物的磁性质的能力。在其它实施方式中，磁性填充物可以包括磁流变材料，其在被施加有电场时发生粘度变化。在这样的实施方式中，磁流变材料可以与软磁材料的细粉末和/或其中铁磁材料的纳米大小的颗粒悬浮在载液中的铁磁流体和/或诸如Metglas 的非晶磁性材料组合。磁性填充物的组成方面的这样的灵活性和变化允许定制具有匹配选择的磁芯的性质的性质的磁性填充物。否则，具有标准性质的标准磁性填充物仅适合于有限数目的磁芯并且从而限制了可能的基于磁芯的应用的数目。为了确保磁性填充物保持在基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙内的位置，磁性填充物可以与未固化的可流动的聚合物基材料混合。在本专利技术的实施方式中，未固化的可流动的聚合物基材料可以是环氧系统。未固化的可流动的聚合物基材料的使用允许将磁性填充物注入或插入到任何间隙中。该方法因此优选地进ー步包括固化未固化的聚合物基材料的步骤。可以通过加热芯堆叠实现的未固化的聚合物基的固化使得未固化的聚合物基固化并且将磁性填充物保持在基本上对齐的磁芯层之间的间隙内的位置。不管使用何种形式的磁性填充物，该方法都优选地进ー步包括密封芯堆叠的步 骤。通过提供密封剂材料以包封芯堆叠或者通过将ー个或多个密封件插入到芯堆叠内的孔中来密封芯堆叠防止了从芯堆叠的基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙泄漏磁性填充物材料。根据本专利技术的第二方面,提供了ー种磁芯，该磁芯包括第一芯堆叠和第二芯堆叠，姆个芯堆叠包括布置为层叠结构的多层磁芯材料，芯堆叠被连接在一起从而第一芯堆叠的磁芯层与第二芯堆叠的磁芯层基本上对齐并且磁性填充物被提供为桥接基本上对齐的磁芯层之间的任何间隙。现在将參考附图借助于非限制性示例来描述本专利技术的优选实施方式，在附图中图I示出了其中使用对接连接方式连接两个层叠的芯堆叠的磁芯中的通量分布；图2示出了其中使用搭接连接方式连接两个层叠的芯堆叠的磁芯中的通量分布；图3示出了其中使用对接连本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·帕拉沙尔，J·斯图尔吉斯，
申请(专利权)人：奥斯特姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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