RU2516438C2 - Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same - Google Patents
Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516438C2 RU2516438C2 RU2010153475/07A RU2010153475A RU2516438C2 RU 2516438 C2 RU2516438 C2 RU 2516438C2 RU 2010153475/07 A RU2010153475/07 A RU 2010153475/07A RU 2010153475 A RU2010153475 A RU 2010153475A RU 2516438 C2 RU2516438 C2 RU 2516438C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- amorphous
- strips
- tape
- magnetic conductor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к магнитопроводам электротехнических трансформаторов, имеющих многослойную структуру из аморфной или нанокристаллической ленты и к способам их изготовления.The invention relates to magnetic cores of electrical transformers having a multilayer structure of an amorphous or nanocrystalline tape and to methods for their manufacture.
Трансформатор является электрическим устройством, которое широко используется для передачи энергии переменного тока из первичной обмотки в одну или более вторичных обмоток. Трансформатор содержит не менее двух обмоток. Каждая из обмоток выполнена в виде многовитковой конструкции с электрическими проводниками, с одним или более магнитопроводами, связывающими обмотки посредством передачи магнитного потока.A transformer is an electrical device that is widely used to transfer alternating current energy from a primary winding to one or more secondary windings. The transformer contains at least two windings. Each of the windings is made in the form of a multi-turn design with electrical conductors, with one or more magnetic circuits connecting the windings by means of magnetic flux transmission.
Магнитопроводы электрического трансформатора обычно изготавливают из листов стали с повышенным содержанием кремния и соответственно ориентированной кристаллической структурой. Наиболее распространенным способом изготовления трансформатора является сборка магнитопровода независимо от предварительно сформированной обмотки или обмоток, с которыми он будет собран в трансформаторе. Для этого магнитопровод формируют разъемным, при котором его листы могут быть отделены, обеспечивая возможность его установки в окне обмотки. Соединения ленточного магнитопровода обычно являются соединениями «ступенчатого стыка» или «ступенчатого перекрытия».Magnetic cores of an electric transformer are usually made of steel sheets with a high silicon content and a correspondingly oriented crystalline structure. The most common method of manufacturing a transformer is to assemble a magnetic circuit, regardless of the preformed winding or windings with which it will be assembled in the transformer. For this, the magnetic circuit is formed detachable, in which its sheets can be separated, making it possible to install it in the winding window. Magnetic tape connections are usually “step joint” or “step overlap” connections.
Значительные преимущества обеспечили аморфные магнитные сплавы, используемые в качестве материала магнитопровода для трансформаторов, поскольку они являются материалами с более низкими потерями по сравнению со сталью с кристаллической структурой. Однако подвергнутые отжигу аморфные металлы становятся очень хрупкими и, таким образом, они разрушаются при механических нагрузках, например, на стадии закрытия стыков магнитопровода. Были разработаны различные технологии, направленные на облегчение изготовления ленточного магнитопровода трансформатора из аморфных лент, согласно которым он имеет стыки в локализованных областях, что дает возможность открытый магнитопровод ввести в окно предварительно сформированной обмотки. Эти технологии приводятся, например, в патентах США №№4789849, 4790064, 4893400, 5398402, 5398403, 5329270, 5347746, 5548887.Significant advantages were provided by amorphous magnetic alloys used as the material of the magnetic core for transformers, since they are materials with lower losses compared to steel with a crystalline structure. However, the annealed amorphous metals become very brittle and, thus, they are destroyed by mechanical stress, for example, at the stage of closing the joints of the magnetic circuit. Various technologies have been developed aimed at facilitating the manufacture of a magnetic tape transformer from amorphous tapes, according to which it has joints in localized areas, which makes it possible to insert an open magnetic circuit into the window of a preformed winding. These technologies are shown, for example, in US patent No. 4789849, 4790064, 4893400, 5398402, 5398403, 5329270, 5347746, 5548887.
Аналогом предлагаемого технического решения является жесткий ленточный магнитопровод для трансформатора распределения мощности, выполненный в виде многослойной структуры, каждый слой которой образован из заранее определенного числа магнитных полос, имеющего одно замковое соединение, состоящее из отдельных элементов, несвязанных друг с другом: языка и паза, расположенных перпендикулярно горизонтальной плоскости слоев магнитопровода. Замковое соединение данного технического решения является соединением типа «защелка». (US 3725832 A, H01P 27/24, 3 апреля 1973).An analogue of the proposed technical solution is a rigid tape magnetic circuit for a power distribution transformer, made in the form of a multilayer structure, each layer of which is formed from a predetermined number of magnetic strips, having one castle connection, consisting of separate elements that are not connected to each other: tongue and groove, located perpendicular to the horizontal plane of the layers of the magnetic circuit. The lock connection of this technical solution is a latch connection. (US 3,725,832 A, H01P 27/24, April 3, 1973).
К недостаткам данного технического решения следует отнести повышенные магнитные потери, обусловленные конструкционной особенностью магнитопровода.The disadvantages of this technical solution include increased magnetic losses due to the structural feature of the magnetic circuit.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является изготовление магнитопровода способом стыковки двух его половин, причем сборка выполняется в наклонных плоскостях. Этим обеспечивается более равномерное распределение стыкового соединения половин магнитопровода, что позволяет несколько снизить магнитные потери и улучшить его характеристики (см., например, «Компоненты и технологии» №8, 2006).The closest in technical essence to the proposed technical solution is the manufacture of a magnetic circuit by the method of joining its two halves, and the assembly is performed in inclined planes. This ensures a more uniform distribution of the butt joint of the halves of the magnetic circuit, which allows to slightly reduce magnetic losses and improve its characteristics (see, for example, “Components and Technologies” No. 8, 2006).
и технологией его изготовления.and technology of its manufacture.
Объектом предполагаемого изобретения является жесткий ленточный магнитопровод для трансформатора, выполненный в виде многослойной структуры, каждый слой которой образован из заранее определенного числа магнитных полос, имеющий одно замковое соединение, при этом, магнитный слой выполнен из аморфного сплава в виде заданной геометрической формы и имеет одно замковое соединение, образованное началом и концом этого слоя, и расположенное параллельно его горизонтальной плоскости, причем замковое соединение выполнено в виде шипового соединения, например, «ласточкин хвост».The object of the alleged invention is a rigid tape magnetic circuit for a transformer, made in the form of a multilayer structure, each layer of which is formed from a predetermined number of magnetic strips, having one castle connection, while the magnetic layer is made of an amorphous alloy in the form of a given geometric shape and has one castle the connection formed by the beginning and end of this layer, and located parallel to its horizontal plane, and the castle connection is made in the form of a spike connection eniya such as "dovetail".
Конструкция жесткого ленточного сердечника изготовлена таким образом, что каждый слой образован из требуемого числа аморфных лент и предназначена для обеспечения оптимального распределения магнитного потока внутри лент в слоях. Число слоев определяется магнитными свойствами материала, из которого изготовляются ленты. Толщина сердечника определяется электрическими и механическими параметрами трансформатора, такими как высота и поперечное сечение, а также частотой тока и номинальной мощностью трансформатора.The design of the rigid tape core is made in such a way that each layer is formed from the required number of amorphous tapes and is designed to ensure optimal distribution of magnetic flux inside the tapes in the layers. The number of layers is determined by the magnetic properties of the material from which the tapes are made. The core thickness is determined by the electrical and mechanical parameters of the transformer, such as the height and cross section, as well as the frequency of the current and the rated power of the transformer.
Согласно выбранной геометрической формы (рис.1 и рис.2) обеспечивается уменьшение магнитных потерь за счет создания распределенного не магнитного зазора.According to the selected geometric shape (Fig. 1 and Fig. 2), a decrease in magnetic losses is ensured by creating a distributed non-magnetic gap.
Магнитопроводы представляют собой стержни различных размеров из полос аморфной ленты, полученные механической обработкой склеенных между собой полос толщиной 25-30 мкм.Magnetic cores are rods of various sizes from strips of amorphous tape, obtained by machining glued to each other strips with a thickness of 25-30 microns.
Углеродосодержащий, например, активированный уголь, или аморфный уголь, или графит, клеевой материал улучшает теплоотвод и уменьшает электромагнитные поля рассеивания.Carbon-containing, for example, activated carbon, or amorphous carbon, or graphite, an adhesive material improves heat dissipation and reduces electromagnetic dispersion fields.
Другим объектом предполагаемого изобретения является способ изготовления жесткого ленточного магнитопровода из магнитного 1 аморфного сплава, включающий нарезание полос, обработку их клеевым составом, формирование их в слои со смещением полос относительно друг друга по длине магнитопровода, при этом, полосы нарезают путем пропускания аморфной ленты через ножницы, например, барабанные, обрабатывают их углеродосодержащим, например, активированный уголь, или аморфный уголь, или графит, клеевым материалом, укладывают на сборочный стол, формируют и уплотняют заготовку магнитопровода, например, в U-образной подогреваемой матрице опусканием подогретого пуансона, соединяют ее с обмотками и фиксируют линии сгиба и замковое соединение импульсным и/или скоростным нагревом, причем на аморфные магнитные полосы наносят углеродосодержащий, например, активированный уголь, или аморфный уголь, или графит, путем напыления в жидком виде и/или наложения клейкой ленты.Another object of the alleged invention is a method of manufacturing a rigid magnetic tape from magnetic 1 amorphous alloy, comprising cutting the strips, processing them with adhesive, forming them into layers with the strips shifted relative to each other along the length of the magnetic circuit, while the strips are cut by passing an amorphous tape through scissors for example, drum, treat them with carbon, for example, activated carbon, or amorphous carbon, or graphite, with adhesive material, lay on an assembly table, the magnetic core preform is compacted and sealed, for example, in a U-shaped heated matrix by lowering the heated punch, connected to the windings and fixed the bend lines and the lock connection by pulse and / or high-speed heating, and carbon-containing, for example, activated carbon, is applied to amorphous magnetic strips, or amorphous coal, or graphite, by spraying in liquid form and / or applying adhesive tape.
Аморфная лента (рис.3), разматываемая с рулона 1, проходит через тянущие ролики 3 и поступает в летучие ножницы 4, представляющие собой два вращающихся в противоположные стороны барабана с режущей кромкой заданной геометрической формы. Отрезанные полосы заданной длины поступают на рабочий стол 5. Требуемая длина обеспечивается изменением скорости вращения барабанов летучих ножниц.An amorphous tape (Fig. 3), unwound from
На верхнюю поверхность полосы наносится углеродосодержащий клеящий материал в жидком виде 6. Далее на нее накладывается следующая полоса и так до тех пор, пока не образуется слой необходимой толщины. Полосы на рабочем столе формируют со смещением по длине, с использованием, установленного под углом относительно вертикальной оси упора 7.Carbon-containing adhesive material is applied in liquid form to the upper surface of the
Под сформированным слоем находится подогреваемая матрица 8 U-образной формы. При опускании подогретого пуансона 9 в матрицу образуется плотноупакованная заготовка магнитопровода заданного размера. Подогрев матрицы и пуансона производится для ускоренной сушки клеевого материала.Under the formed layer is a heated
Возможен другой способ изготовления магнитопровода заключающийся в следующем. Рулоны из аморфной 1 и клейкой 2 лент разматываются с моталок таким образом, что между лентами из аморфного сплава располагается клейкая лента. Далее сформированные слой подаются на барабаны летучих ножниц по выше приведенной технологии.Another method of manufacturing a magnetic circuit is possible, which is as follows. Rolls of amorphous 1 and adhesive 2 tapes are unwound from coilers in such a way that an adhesive tape is located between the amorphous alloy tapes. Next, the formed layer is fed to the drums of flying shears according to the above technology.
Обмотки надевают на разомкнутые магнитопроводы (рис.4), после чего замыкают их концы. Затем линии сгиба и замковые соединения подвергают импульсному и/или скоростному нагреву, что позволяет снять упругие напряжения и зафиксировать их.The windings are put on open magnetic cores (Fig. 4), after which their ends are closed. Then the fold lines and lock joints are subjected to pulsed and / or high-speed heating, which allows you to remove elastic stresses and fix them.
Пример:Example:
Магнитопроводы типа ПЛ 16×32×65 размером 99,5×58,0×32 мм изготавливали из аморфной ленты толщиной 25±3 мкм, между витками которого находился углеродосодержащий материал. Формировали и уплотняли заготовку магнитопровода в U-образной подогреваемой матрице и пуансоне, надевали на нее обмотки трансформатора и закрывали замковое, соединение. Линии сгиба и замковое соединение магнитопровода фиксировали импульсным нагревом.Magnetic conductors of the PL type 16 × 32 × 65 with a size of 99.5 × 58.0 × 32 mm were made of an amorphous tape 25 ± 3 μm thick, between which there was a carbon-containing material. The magnetic core blank was formed and compacted in a U-shaped heated matrix and a punch, transformer windings were put on it and the lock connection was closed. The fold lines and the lock connection of the magnetic circuit were fixed by pulsed heating.
По предлагаемому способу был изготовлен опытный трансформатор. Были проведены его сопоставительные испытания с характеристиками аналогичных типов, магнитопроводы которых изготовлены из электротехнической стали и аморфного материала.According to the proposed method, an experimental transformer was manufactured. Comparative tests were conducted with characteristics of similar types, the magnetic cores of which are made of electrical steel and amorphous material.
В таблице приведены сравнительные данные основных характеристик трансформаторов, магнитопроводы которых изготовлены из электротехнической и аморфной стали (2), аморфного материала (3 - прототипа) и 4 - предлагаемой конструкции). Потери в трансформаторах определялись ваттметровым методом. Определение индукции осуществлялось методом вольтметра - амперметра.The table shows comparative data on the main characteristics of transformers, the magnetic circuits of which are made of electrical and amorphous steel (2), amorphous material (3 - prototype) and 4 - the proposed design). Losses in transformers were determined by the wattmeter method. Determination of induction was carried out by the method of a voltmeter - ammeter.
Как видно из таблицы, предлагаемая конструкция магнитопровода, позволила снизить магнитные потери, увеличить рабочую индукцию по сравнению с прототипом (3), а изготовленный из него трансформатор имеет больший КПД.As can be seen from the table, the proposed design of the magnetic circuit, reduced magnetic losses, increased working induction compared to the prototype (3), and a transformer made from it has a higher efficiency.
Применение предлагаемой конструкции жесткого ленточного магнитопровода и способа его изготовления позволяют повысить качество магнитопровода за счет снижения магнитных потерь и увеличение рабочей индукции, а также существенно упростить технологию его изготовления, благодаря фиксации линий сгиба и замкового соединения импульсным и/или скоростным нагревом.The application of the proposed design of a rigid tape magnetic circuit and the method of its manufacture can improve the quality of the magnetic circuit by reducing magnetic losses and increase the working induction, as well as significantly simplify the technology of its manufacture, due to the fixation of the fold lines and lock joints by pulse and / or high-speed heating.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153475/07A RU2516438C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153475/07A RU2516438C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010153475A RU2010153475A (en) | 2012-07-10 |
RU2516438C2 true RU2516438C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=46848043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010153475/07A RU2516438C2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516438C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700279C2 (en) * | 2017-11-27 | 2019-09-16 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Magnetic conductor manufacturing method |
RU2796922C1 (en) * | 2019-09-10 | 2023-05-29 | Ниппон Стил Корпорейшн | Tape core |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572834C2 (en) * | 2014-01-17 | 2016-01-20 | Алексей Александрович Никифоров | Transformer manufacturing method |
RU2633960C1 (en) * | 2016-11-14 | 2017-10-20 | Алексей Александрович Никифоров | Method for manufacturing three-phase transformer |
CN112863800A (en) * | 2019-11-27 | 2021-05-28 | 王静然 | Soft magnetic material and preparation method thereof |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2931993A (en) * | 1956-04-18 | 1960-04-05 | Mc Graw Edison Co | Magnetic core |
US3725832A (en) * | 1971-10-12 | 1973-04-03 | Schwertzer E Mfg Co Inc | Magnetic core structure |
US3892115A (en) * | 1973-07-13 | 1975-07-01 | Materials Division General Ele | Method and machine for forming laminations for use in self locking cores |
SU587886A3 (en) * | 1973-02-27 | 1978-01-05 | Херманн Швабе (Фирма) | Method of manufacturing electric induction devices |
SU1089704A1 (en) * | 1982-04-26 | 1984-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения | Demountable magnetic circuit |
SU1198584A1 (en) * | 1982-10-14 | 1985-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности | Method of manufacturing detachable magnetic circuit of transformer |
SU1728892A1 (en) * | 1988-10-05 | 1992-04-23 | Предприятие П/Я В-2867 | Split wound ribbon-type magnetic circuit |
US5398403A (en) * | 1992-06-26 | 1995-03-21 | General Electric Company | Method of making a transformer core comprising groups of amorphous steel strips wrapped about the core window |
RU2248385C1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-03-20 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Method for production of polysilicate binder for adhesives and coats, polysilicate binder, and adhesive composition for adhesives and coats using the same |
RU2357994C2 (en) * | 2004-10-18 | 2009-06-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Thermally-resistant adhesive insulation coating, electrical steel sheet coating specified has been applied onto, magnetic core containing above type electrical steel sheet and its fabrication mode |
-
2010
- 2010-12-28 RU RU2010153475/07A patent/RU2516438C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2931993A (en) * | 1956-04-18 | 1960-04-05 | Mc Graw Edison Co | Magnetic core |
US3725832A (en) * | 1971-10-12 | 1973-04-03 | Schwertzer E Mfg Co Inc | Magnetic core structure |
SU587886A3 (en) * | 1973-02-27 | 1978-01-05 | Херманн Швабе (Фирма) | Method of manufacturing electric induction devices |
US3892115A (en) * | 1973-07-13 | 1975-07-01 | Materials Division General Ele | Method and machine for forming laminations for use in self locking cores |
SU1089704A1 (en) * | 1982-04-26 | 1984-04-30 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения | Demountable magnetic circuit |
SU1198584A1 (en) * | 1982-10-14 | 1985-12-15 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности | Method of manufacturing detachable magnetic circuit of transformer |
SU1728892A1 (en) * | 1988-10-05 | 1992-04-23 | Предприятие П/Я В-2867 | Split wound ribbon-type magnetic circuit |
US5398403A (en) * | 1992-06-26 | 1995-03-21 | General Electric Company | Method of making a transformer core comprising groups of amorphous steel strips wrapped about the core window |
RU2248385C1 (en) * | 2004-01-23 | 2005-03-20 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Method for production of polysilicate binder for adhesives and coats, polysilicate binder, and adhesive composition for adhesives and coats using the same |
RU2357994C2 (en) * | 2004-10-18 | 2009-06-10 | Ниппон Стил Корпорейшн | Thermally-resistant adhesive insulation coating, electrical steel sheet coating specified has been applied onto, magnetic core containing above type electrical steel sheet and its fabrication mode |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700279C2 (en) * | 2017-11-27 | 2019-09-16 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Magnetic conductor manufacturing method |
RU2796922C1 (en) * | 2019-09-10 | 2023-05-29 | Ниппон Стил Корпорейшн | Tape core |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010153475A (en) | 2012-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635098C1 (en) | Three-phase magnetic core for magnetic induction device and method of its manufacture | |
RU2516438C2 (en) | Hard tape magnetic conductor for transformer and method of making same | |
KR100578164B1 (en) | 3-angle amorphous metal core for three-phase transformer | |
US2477350A (en) | Electromagnetic induction apparatus and method of forming same | |
KR20010023116A (en) | Segmented transformer core | |
CN103930958A (en) | Wound core manufacturing method for split core construction | |
US20140111297A1 (en) | Wound transformer core and method of manufacture | |
CN203536171U (en) | Three-phase stereo fracture-type roll iron core | |
US12142410B2 (en) | Iron core for stationary induction apparatus and stationary induction apparatus | |
US20170221629A1 (en) | Transformer having a stacked core | |
CN113257477B (en) | Method for preparing quasi-isotropic superconducting tape, superconducting tape and superconducting cable | |
US20160196916A1 (en) | Wound transformer core | |
WO2014167571A1 (en) | Three-phase chokes and methods of manufacturing thereof | |
KR102109279B1 (en) | A manufacturing method of stacked core for transformer with excellent no-load loss | |
CN105206393A (en) | Open type transformer three-dimensional roll-core | |
Koizumi et al. | Series production of ITER toroidal field coil double pancakes in Japan | |
CN101800126A (en) | Preparation process of low-magnetic-leakage air-gap-free annular iron core and product thereof | |
CN103247424A (en) | Three-phase stereoscopic fracture-type rolled iron core | |
EP3503139B1 (en) | Method and semi-finished product for manufacturing of at least one packet segment of a soft-magnetic component | |
RU2345433C1 (en) | Method of discontinuous tape magnetic core production | |
CN205723103U (en) | Three-phase stereo rewinding material and Wound iron-core transformer | |
TWM505045U (en) | Fast assembly type transformer and asymmetric dual cutting type iron core structure thereof | |
CN106416427B (en) | Double-sided flat plate type inductance assembly | |
EP2769389A2 (en) | Wound transformer core and method of manufacture | |
CN204242769U (en) | A kind of oil-filled transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20121203 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20121203 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140225 |