非晶合金铁心内支撑结构及非晶合金铁心的制作方法

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1.本实用新型涉及非晶合金铁心技术领域，特别是涉及一种非晶合金铁心内支撑结构及非晶合金铁心。

背景技术：

2.随着变压器技术的发展，电网上使用的配电变压器主要包括硅钢配电变压器及非晶配电变压器，其中，非晶配电变压器的空载损耗较硅钢配电变压器要节省80％，已逐步成为市场上的主流产品。非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，组成它物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，渐渐成为材料科学界的研究开发重点。
3.传统技术中，非晶合金铁心在铁心框成型过程中，由于内支撑成型后强度不足，当窗宽和窗高较长时，会导致铁心框的长边产生形变，出现内凹或外凸情况，导致铁心芯柱的直线度差或变形，影响变压器的品质。

技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种非晶合金铁心内支撑结构及非晶合金铁心，能够有效提高对非晶带材的支撑作用，保证铁心柱的直线度或圆度规整。
5.其技术方案如下：一种非晶合金铁心内支撑结构，所述非晶合金铁心内支撑结构包括：第一支撑框，所述第一支撑框的周向外壁用于卷绕非晶合金带；第二支撑框，所述第二支撑框嵌设于所述第一支撑框内，且第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度。
6.上述非晶合金铁心内支撑结构，在生产过程中，首先将非晶合金带卷绕在第一支撑框上，绕制完成后，将第二支撑框嵌设于第一支撑框内，并将第一支撑框、第二支撑框连同非晶合金带依次放置在成型设备上进行预成型，成型设备对第二支撑框和第二支撑框进行扩张至指定形状。由于第二支撑框的加入，能够对于第一支撑框起支撑作用，从而支撑非晶合金带材，有利于进一步提高非晶合金铁心内支撑结构的整体结构强度，并且，第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度，能够保证强度，有利于防止非晶合金铁心内支撑结构整体的长边内凹或外凸情况发生，进而保证铁心柱的直线度，提高变压器的产品品质。
7.在其中一个实施例中，所述非晶合金铁心内支撑结构还包括第三支撑框，所述第三支撑框夹设于所述第一支撑框与所述第二支撑框之间，且所述第二支撑框的断面厚度大于所述第三支撑框的断面厚度，所述第三支撑框的断面厚度大于所述第一支撑框的断面厚度。
8.在其中一个实施例中，所述第一支撑框的断面厚度为1mm～8mm。
9.在其中一个实施例中，所述第一支撑框的宽度为10mm～200mm。
10.在其中一个实施例中，所述第一支撑框和所述第二支撑框的材质分别为铁、铁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金中的任意一种或多种。
11.在其中一个实施例中，所述第一支撑框的内周长大于铁心绕制模具的外周长，且所述第一支撑框的内周长与铁心绕制模具的外周长的差为0.01mm～100mm。
12.在其中一个实施例中，所述第二支撑框的外轮廓为矩形。
13.在其中一个实施例中，所述第二支撑框设有圆弧部，所述圆弧部为四个，所述第二支撑框的四条边通过所述圆弧部过渡连接。
14.在其中一个实施例中，所述第二支撑框的断面厚度为2mm～50mm。
15.在其中一个实施例中，所述第二支撑框的宽度为10mm～200mm。
16.在其中一个实施例中，所述第二支撑框的四条边中的至少一条向外弯曲设置。
17.在其中一个实施例中，所述第二支撑框的宽度小于所述第一支撑框的宽度。
18.一种非晶合金铁心，所述非晶合金铁心包括所述中任意一项所述的非晶合金铁心内支撑结构。
19.上述非晶合金铁心，由于第二支撑框的加入，能够对于第一支撑框起支撑作用，从而支撑非晶合金带材，有利于进一步提高非晶合金铁心内支撑结构的整体结构强度，同时还起到成型和内模具的作用，简化成型工艺和工装，提高产品的生产效率，并且，第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度，能够保证强度，有利于防止非晶合金铁心内支撑结构整体的长边内凹或外凸情况发生，进而保证铁心柱的直线度且圆度规整，提高变压器的产品品质。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为一实施例中所述的非晶合金铁心内支撑结构成型前的结构示意图；
23.图2为一实施例中所述的非晶合金铁心内支撑结构成型后的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.100、非晶合金铁心内支撑结构；110、第一支撑框；120、第二支撑框；121、圆弧部。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽
度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.请参阅图1与图2，图1示出了本实用新型一实施例中所述的非晶合金铁心内支撑结构100成型前的结构示意图；图2示出了本实用新型一实施例中所述的非晶合金铁心内支撑结构100成型后的结构示意图。本实用新型一实施例提供了的一种非晶合金铁心内支撑结构100，所述非晶合金铁心内支撑结构100包括：第一支撑框110与第二支撑框120。第一支撑框110的周向外壁用于卷绕非晶合金带；第二支撑框120嵌设于第一支撑框110内，且第二支撑框120的断面厚度大于第一支撑框110的断面厚度。
33.上述非晶合金铁心内支撑结构100，在生产过程中，首先将非晶合金带卷绕在第一支撑框110上，绕制完成后，将第二支撑框120嵌设于第一支撑框110内，并将第一支撑框110、第二支撑框120连通非晶合金带依次放置在成型设备上进行“圆成方”预成型，成型设备对第二支撑框120和第二支撑框120进行扩张至指定形状。由于第二支撑框120的加入，能够对于第一支撑框110起支撑作用，从而支撑非晶合金带材，有利于进一步提高非晶合金铁心内支撑结构100的整体结构强度，并且，第二支撑框120的断面厚度大于第一支撑框110的断面厚度，能够保证机械强度，有利于防止非晶合金铁心内支撑结构100整体的长边内凹或外凸情况发生，进而保证铁心柱的直线度，提高变压器的生产品质。
34.进一步地，非晶合金铁心内支撑结构100还包括第三支撑框(图中未示出)，第三支
撑框夹设于第一支撑框110与第二支撑框120之间，且第二支撑框120的断面厚度大于第三支撑框的断面厚度，第三支撑框的断面厚度大于第一支撑框110的断面厚度。如此，三层结构的非晶合金铁心内支撑结构100能够进一步提高结构强度，保证铁心柱的直线度。
35.当然，在其他实施例中，非晶合金铁心内支撑结构100还可以设置成四层、五层或其它层数的结构。
36.具体地，请参阅图1，第一支撑框110成型前的外轮廓为圆形。第二支撑框120的外轮廓为矩形。如此，圆形的第一支撑框110方便非晶合金带自动绕设的便利性，提高绕设均匀性。矩形的第二支撑框120方便套设在自动成型设备上，利于安装。
37.可选地，第一支撑框110的断面厚度为1mm～8mm。第二支撑框120的断面厚度为10mm～50mm。
38.在一个实施例中，第一支撑框110的断面厚度为2mm。第二支撑框120的断面厚度为10mm。因此，保证第二支撑框120的断面厚度大于第一支撑框110的断面厚度，在成型过程中第二支撑框120能够对第一支撑框110起到加强支撑强度的作用，保障非晶合金铁心内支撑结构100整体为矩形，并满足窗宽和窗高长度较长时满足设计要求，提高机械强度，有效防止非晶合金铁心内支撑结构100的矩形长边内凹，进而保证铁心柱的直线度。本实施例仅提供一种第一支撑框110和第二支撑框120的断面厚度的具体选择，但并不以此为限。
39.需要说明的是，非晶合金铁心内支撑结构100的窗宽和窗高应理解为非晶合金铁心内支撑结构100成型后为矩形时，窗宽为矩形结构较短的一边，即为短边。窗高为矩形结构较长的一边，即为长边。
40.可选地，第一支撑框110的宽度为20mm～200mm。进一步地，第二支撑框120的宽度为10mm～200mm。
41.其中，第一支撑框110的宽度与第二支撑框120的宽度可以相同，第一支撑框110的宽度还可以大于第二支撑框120的宽度。又或者是，第一支撑框110的宽度小于第二支撑框120的宽度。
42.在一个实施例中，请参阅图1与图2，第一支撑框110的宽度为50mm，第二支撑框120的宽度为100mm。如此，第二支撑框120的宽度大于第一支撑框110的宽度，在成型时，第二支撑框120会向第一支撑框110的两侧产生形变，有利于使得铁心的截面更接近圆形，提高铁心的生产品质。本实施例仅提供一种第一支撑框110和第二支撑框120的宽度的具体选择，但并不以此为限。
43.可选地，第一支撑框110的材质为铁、铁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金中的任意一种或多种。第二支撑框120的材质为铁、铁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金中的任意一种或多种。同样地，第三支撑框、第四支撑框、第五支撑框等的材质均可为铁、铁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金中的任意一种或多种。
44.具体地，请参阅图1与图2，第一支撑框110与第二支撑框120的材质均为铝合金。如此，可使设计的最大磁感(bm)高、铁心体积小、重量轻，节省硅钢、导线、绝缘材料和结构材料等，既使电机和变压器损耗和制造成本降低，又便于组装和运输，有利于提高非晶合金铁心的生产品质和工作效率。本实施例仅提供一种第一支撑框110和第二支撑框120的具体材质选择，但并不以此为限。进一步地，当非晶合金铁心内支撑结构100包括第三支撑框、第四支撑框时，第三支撑框、第四支撑框的材质均为铝合金。
45.在一个实施例中，请参阅图1，第一支撑框110的内周长大于铁心绕制模具的外周长，且第一支撑框110的内周长与铁心绕制模具的外周长的差为0.01mm～100mm。例如，第一支撑框110的内周长比铁心绕制模具的外周长大10mm。因此，在成型过程中有利于安装和脱模，提高工作效率。
46.在一个实施例中，请参阅图1与图2，第二支撑框120设有圆弧部121，圆弧部121为四个，第二支撑框120的四条边通过圆弧部121过渡连接。如此，圆角过渡的圆弧部121在成型过程中能够减少对第一支撑框110和非晶合金带的支撑力，避免应力集中导致第一支撑框110非晶合金带的断裂，并且有利于减少第一支撑框110与第二支撑框120之间缝隙，提升生产品质。
47.在一个实施例中，第二支撑框120的四条边中的至少一条向外弯曲设置(图中未示出)。例如，第二支撑框120的两条短边相对第二支撑框120的矩形轮廓向外弯曲设置。如此，弯曲设置的短边能够减小非晶合金带材卷绕时的应力，避免向内凹变形，提高支撑效果。
48.在一个实施例中，一种非晶合金铁心(图中未示出)，非晶合金铁心包括中任意一项的非晶合金铁心内支撑结构100。
49.上述非晶合金铁心，在生产过程中，首先将非晶合金带卷绕在第一支撑框110上，绕制完成后，将第二支撑框120嵌设于第一支撑框110内，并将第一支撑框110、第二支撑框120连通非晶合金带依次放置在成型设备上进行预成型，成型设备对第二支撑框120和第二支撑框120进行扩张至指定形状。由于第二支撑框120的加入，能够对于第一支撑框110起支撑作用，从而支撑非晶合金带材，有利于进一步提高非晶合金铁心内支撑结构100的整体结构强度，并且，第二支撑框120的断面厚度大于第一支撑框110的断面厚度，能够保证强度，有利于防止非晶合金铁心内支撑结构100整体的长边内凹或外凸情况发生，进而保证铁心柱的直线度，提高变压器的产品品质。
50.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
51.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述非晶合金铁心内支撑结构包括：第一支撑框，所述第一支撑框的周向外壁用于卷绕非晶合金带；第二支撑框，所述第二支撑框嵌设于所述第一支撑框内，且第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度。2.根据权利要求1所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述非晶合金铁心内支撑结构还包括第三支撑框，所述第三支撑框夹设于所述第一支撑框与所述第二支撑框之间，且所述第二支撑框的断面厚度大于所述第三支撑框的断面厚度，所述第三支撑框的断面厚度大于所述第一支撑框的断面厚度。3.根据权利要求1所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第一支撑框的断面厚度为1mm～8mm；和/或，所述第一支撑框的宽度为10mm～200mm。4.根据权利要求1所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第一支撑框和所述第二支撑框的材质分别为铁、铁合金、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金中的任意一种。5.根据权利要求1所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第一支撑框的内周长大于铁心绕制模具的外周长，且所述第一支撑框的内周长与铁心绕制模具的外周长的差为0.01mm～100mm。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第二支撑框的外轮廓为矩形。7.根据权利要求6所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第二支撑框设有圆弧部，所述圆弧部为四个，所述第二支撑框的四条边通过所述圆弧部过渡连接。8.根据权利要求7所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第二支撑框的断面厚度为2mm～50mm；和/或，所述第二支撑框的宽度为10mm～200mm；和/或，所述第二支撑框的四条边中的至少一条向外弯曲设置。9.根据权利要求8所述的非晶合金铁心内支撑结构，其特征在于，所述第二支撑框的宽度小于所述第一支撑框的宽度。10.一种非晶合金铁心，其特征在于，所述非晶合金铁心包括权利要求1-9中任意一项所述的非晶合金铁心内支撑结构。

技术总结

本实用新型涉及一种非晶合金铁心内支撑结构及非晶合金铁心，所述非晶合金铁心内支撑结构包括：第一支撑框，所述第一支撑框的周向外壁用于卷绕非晶合金带；第二支撑框，所述第二支撑框嵌设于所述第一支撑框内，且第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度。上述非晶合金铁心内支撑结构，由于第二支撑框的加入，能够对于第一支撑框起支撑作用，从而支撑非晶合金带材，有利于进一步提高非晶合金铁心内支撑结构的整体结构强度，并且，第二支撑框的断面厚度大于第一支撑框的断面厚度，能够保证单框铁心的机械强度，有利于防止非晶合金铁心内支撑结构整体的长边内凹或外凸情况发生，进而保证铁心柱的直线度及圆度规整，提高变压器的生产品质。器的生产品质。器的生产品质。