[实用新型]一种截面为多级梯形的非晶带铁芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁芯技术领域，特别是涉及一种截面为多级梯形的非晶带铁芯。

背景技术

铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为10nm-20nm的微晶，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。纳米晶材料具有优异的综合磁性能：高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率(8×104)、低Hc(0.32A/M)，高磁感下的高频损耗低(P0.5T/20kHz＝30W/kg)，电阻率为80μΩ/cm，比坡莫合金(50-60μΩ/cm)高，经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9)或低Br值(1000Gs)。是目前市场上综合性能最好的材料；适用频率范围：50Hz-100kHz，最佳频率范围：20kHz-50kHz。广泛应用于大功率开关电源、逆变电源、磁放大器、高频变压器、高频变换器、高频扼流圈铁芯、电流互感器铁芯、漏电保护开关、共模电感铁芯。

基于纳米晶材料总是以薄带的形式进行铁芯加工，所以铁芯属于带绕铁芯，受带材宽度的限制只能制作芯柱截面为矩形的铁芯。近来，纳米晶材料在高频高压除尘电源上的应用得到了大力的开发与推广，纳米晶材料的引入使得高频高压电源摆脱了体积巨大、除尘效果不理想的弊病，用电效率也得到了大幅提高，随着应用的深入越来越多的商家都开始采用这种新材料电源。但是这种变压器工作电压动辄上万伏，因此变压器的绕组一般都会达到几千匝，绕组的制作一度成为最耗时耗人工的工序。

某些绕线匝数动辄上百上千的器件，只能将铁芯芯柱剖开以利于预制线圈的装配，从而造成器件譬如导磁能力下降、芯柱结合处发热严重、损耗急剧升高的现象，限于切割工艺的不确定性，产品质量的一致性很难保障。

另外，如果保持铁芯的磁路完全闭合，则需要通过复杂的工艺手段才能实现在铁芯的矩形芯柱上绕制上百上千甚至上万匝数的绕组，费工费时，还不能保障产品的一致性与稳定性。

综上所述，现有的矩形铁芯存在以下缺点：

a)纳米晶铁芯属于带绕铁芯，受带材宽度的限制只能制作芯柱截面为矩形的铁芯；

b)在绕制绕组时，绕组与芯柱表面存在空隙，不能完全贴合，造成矩形芯柱截面的铁芯往往存在磁路不均匀和边缘漏磁的现象；

c)芯柱截面为矩形的铁芯对绕组制作要求较高，容易造成拐角处的绕组损伤，用铜量高，且体积较大；

d)对于磁路完全闭合的高频高压除尘变压器铁芯，绕线困难，费工费时，变压器一致性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种截面为多级梯形的非晶带铁芯。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种截面为多级梯形的非晶带铁芯，包括芯柱，所述芯柱采用多条非晶带卷绕而成，所述非晶带包括用于形成芯柱内层和芯柱外层的窄带、用于形成芯柱中间层的宽带，所述宽带的宽度大于所述窄带的宽度，所述芯柱的截面由芯柱中间层向内外两侧形成逐级递减的多级梯形。

进一步，为了使芯柱的截面更加平滑过渡，所述芯柱内层与所述芯柱中间层之间设有若干层芯柱内次中层，形成所述芯柱内次中层的非晶带的宽度由所述芯柱内层向所述芯柱中间层逐渐增大，所述芯柱外层与所述芯柱中间层之间设有若干层芯柱外次中层，形成所述芯柱外次中层的非晶带的宽度由所述芯柱外层向所述芯柱中间层逐渐增大，且所述芯柱截面中的所述芯柱内次中层与所述芯柱外次中层沿所述芯柱中间层对称设置。对称设置指层数、宽度、厚度均内外对应。当芯柱采用的芯柱内次中层和芯柱外次中层层数足够多时，芯柱的截面接近圆形，整个截面的磁通链的分布更加均匀。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种截面为多级梯形的非晶带铁芯，采用多级梯形截面更有利于整个截面的磁通链的均匀分布，可以实现在不切割铁芯的情况下自动在芯模上绕线。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是现有技术中铁芯的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二的结构示意图；

图4是图3中A-A的剖面结构示意图；

图5是实施例二中绕制绕组后铁芯的结构示意图；

图6是实施例三中绕制绕组后铁芯的结构示意图；

图7是铁芯的制作流程图。