[发明专利]一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器和铁芯制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及变压器制备工艺技术领域，尤其涉及一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器和铁芯制作方法。

背景技术

配电变压器是配电系统中通过变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器，而铁芯是配电变压器中传递和变换电磁能量的主要部件，因此，铁芯的性能和结构对配电变压的性能有重要影响。

传统的配电变压器中，配电变压器的铁芯通常采用硅钢片铁芯，硅钢片铁芯一般包括铁芯柱和横片两部分，铁芯柱上套有绕组，横片用于闭合磁路。铁芯柱由许多硅钢片采用叠片式结构组成，即铁芯柱由不同宽度的条形硅钢片依次轧制而成，整体呈现类圆柱形。组成铁芯柱的硅钢片厚度一般为0.35-0.5mm，相邻硅钢片之间涂绝缘漆确保硅钢片之间互相绝缘。配电变压器铁芯柱的横截面也就是硅钢片的形状，通常设计为常规的回字形、字母C形或字母E形。

然而，传统的配电变压器中，由于配电变压器铁芯采用硅钢片铁芯，使配电变压器频率一般只能够达到50HZ。在一些高频工作的场合，由于硅钢片铁芯受自身磁通饱和度的限制，使得硅钢片铁芯的工作频率较低，从而导致配电变压器能量转换效率不够高，因此配电变压器的功率密度较小，工作效率较低，因此带硅钢片铁芯的配电变压器无法很好地满足高频工作场合的要求。而且，传统的配电变压器中，由于硅钢片材质坚硬，且硅钢片铁芯的制备方法比较单一，使得硅钢片的形状比较单一化，从而使得硅钢片铁芯柱的横截面形状也比较单一化。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器和铁芯制作方法。

一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器，包括外壳、铁芯、用于固定铁芯的至少两组铁芯紧固组件、紧密绕制在铁芯外部的一次绕组和二次绕组，铁芯、一次绕组和二次绕组设置在外壳内，外壳上固定设置有引线套管；其中，铁芯设置为铁基纳米晶铁芯，铁基纳米晶铁芯为内部中空的柱状空腔结构；铁芯紧固组件包括两个夹板，两个夹板分别夹设在铁基纳米晶铁芯的内表面和外表面，且两个夹板通过螺钉固定在外壳上；至少两组铁芯紧固组件均匀设置在铁基纳米晶铁芯上。

可选地，铁基纳米晶铁芯由多层柱状空腔结构的铁基纳米晶薄带构成，且铁基纳米晶薄带之间热压连接。

可选地，铁基纳米晶铁芯由一层铁基纳米晶薄带构成，且铁基纳米晶薄带沿轴向卷绕多层，形成柱状空腔结构。

可选地，铁芯紧固组件设置为G10绝缘板。

可选地，螺钉设置为陶瓷螺钉。

可选地，铁基纳米晶薄带的厚度为27±2μm或33±2μm。

一种铁芯制作方法，包括：

确定铁芯的横截面形状和尺寸；根据铁芯的横截面形状和尺寸选择铁芯模具，利用铁芯模具将铁基纳米晶薄带制作成柱状空腔结构的半成品铁芯；在氮气保护下，对半成品铁芯进行热处理，热处理温度为823-843K，保温时间为80-100min；对热处理后的铁芯降温，获取铁基纳米晶铁芯。

可选地，利用铁芯模具将铁基纳米晶薄带制作成柱状空腔结构的半成品铁芯，包括：将多层铁基纳米晶薄带放入铁芯模具中，且相邻的铁基纳米晶薄带之间交错相叠设置；利用铁芯模具使铁基纳米晶薄带形成柱状空腔结构的半成品铁芯。

可选地，利用铁芯模具将铁基纳米晶薄带制作成柱状空腔结构的半成品铁芯，包括：将一层铁基纳米晶薄带放入铁芯模具中；利用铁芯模具使铁基纳米晶薄带轴向卷绕多次，形成柱状空腔结构的半成品铁芯。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

一种带铁基纳米晶铁芯的配电变压器，包括外壳、铁芯、用于固定铁芯的至少两组铁芯紧固组件、紧密绕制在铁芯外部的一次绕组和二次绕组，铁芯、一次绕组和二次绕组设置在外壳内，外壳上固定设置有引线套管；其中，铁芯设置为铁基纳米晶铁芯，铁基纳米晶铁芯为内部中空的柱状空腔结构；铁芯紧固组件包括两个夹板，两个夹板分别夹设在铁基纳米晶铁芯的内表面和外表面，且两个夹板通过螺钉固定在外壳上；至少两组铁芯紧固组件均匀设置在铁基纳米晶铁芯上。