[发明专利]用于层叠变压器铁心的硅钢片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造电机的铁磁性的铁心硅钢片的方法。

背景技术

电磁机、例如功率变压器或电感器的工作，在结构形式和使用的材料方面要求电机的准确协调的设计方案。因此功率及配电网变压器的铁心经常由晶粒定向的铁磁性硅钢制成。这是有必要的，因为在铁心内传播的与时间有关的磁通量也会造成电损耗。一方面在铁心内磁化方向的周期性反向产生再磁化损失。还有，在铁心内感应垂直于传播的磁通量定向的涡流。因此，为了減小涡流损失，变压器铁心不是实心的，而是由晶粒结构定向的铁磁性硅钢的一个个薄片层叠制成。

为了避免再磁化损失，将铁心硅钢片处置为，通过改进的晶粒定向以及通过铁心硅钢片的表面处理构成一个玻璃状绝缘层，例如镁橄榄石。晶粒定向的硅钢片由冷轧的热带材形成。包括中途脱碳、结晶和消除应力退火的冷轧，造成一种规则的具有鲜明的优选磁化方向的冶金晶体结构。

在结晶退火期间用氧化镁表面处理，导致形成玻璃状绝缘的覆盖层(镁橄榄石)。然后涂敷含磷的溶液和接着干燥，构成一个最终的绝缘层(磷酸盐)。这种绝缘层大多施加在晶粒定向的硅钢片的两个表面上。

减小再磁化损失，系统性地通过晶粒定向的改进和凭借激光、腐蚀或机械处理的磁畴细化保证。减少涡流损失主要通过影响铁心硅钢片的磁性有效厚度。铁心硅钢片越薄，涡流损失越小。为了避免涡流损失，不使用实心的变压器铁心，而是将铁心由比较薄的硅钢片层叠构成。

按传统的方式，制造过程设计为，将晶粒定向的硅钢片制成一种有时多次冷轧的热带材，以及通过间隔地脱碳、结晶和消除应力退火，制成一种具有鲜明的优选磁化方向的冶金改变的晶体结构。表面处理造成上述玻璃状绝缘覆盖层(镁橄榄石和磷酸盐)。

经如此制造和处理的硅钢片作为单层卷材在一个纵向剪切机内切割成一些分卷。接着进行横切或冲压制成最终的用于变压器铁心的铁心硅钢片。冲压过程或在硅钢片纵向剪切机的作业线内部进行，或在一个单独的冲压过程内进行。如此冲制的铁心硅钢片，接着在一个铁心铺层设备内，手工或自动地叠层成变压器铁心。

例如US2002/0158744A1介绍了一种设备和一种方法，用层叠铁心硅钢片制造大型变压器。

此外，US6416879B1公开了一种相应的含铁的材料化合物，作为制造铁心硅钢片的原材料，以便由此减小在用这种材料层叠的铁心内的再磁化损失和涡流损失。

这同样适用于DE4337605A1，它公开了一种制造晶粒定向的硅钢片和由此制成的磁心。

在按现有技术的所有方法和所使用的铁心硅钢片结构中存在的缺点是，如此制成的铁心硅钢片的宽度不允许小于0.23mm的最小厚度，因为要不然在铁心加工过程中材料机械负荷过大。这会导致降低这种受机械负荷的铁心硅钢片的电磁特性。因此，基于所述的加工技术方面的限制，迄今在相应地用这些铁心硅钢片叠层的变压器铁心中，不可能进一步减小与铁心硅钢片的这种宽度相关联的涡流损失。

发明内容

因此本发明要解决的技术问题是提供一种方法，用这种方法制备厚度较小的铁心硅钢片，这样的铁心硅钢片即使在例如进行铁心铺层过程中遭受机械负荷时，也不会降低它们的电磁特性。

本发明的上述技术问题通过专利权利要求1的特征得以解决。按照本发明规定，由铁磁性材料制成的第一硅钢片和至少一个第二硅钢片至少局部分别用至少一个绝缘层包裹，以及第一硅钢片的绝缘层和第二硅钢片的绝缘层借助连接层互相连接。通过在各个硅钢片之间采用连接层，带来的优点是使如此制成的铁心硅钢片有一种层状结构，并因而在用按照本发明的铁心硅钢片层叠的铁心中使涡流损失明显减小。与传统的只由一个硅钢片构成的铁心硅钢片不同，按照本发明的方法制成的铁心硅钢片由包括一些硅钢片的层构成。连接层在这里保证一个铁心硅钢片的一些硅钢片的层叠结构也能耐受铁心硅钢片例如加工过程的机械负荷，或在铁心夹紧时的机械负荷。

按该方法的一种有利的设计，绝缘层是一个尤其由镁橄榄石或铁橄榄石冶金制成的覆盖层。认为有利的是，在绝缘层之间的连接层是胶粘层。在各硅钢片之间使用固定物质，一方面保证绝缘层之间并因而保证各硅钢片之间持久连接。而且涡流损失也可以明显减小。与此同时，铁心硅钢片的这种层叠结构保证铁心硅钢片有高的机械稳定性和在加工过程中不会受到限制。