[发明专利]制造配电变压器铁心的成套磁性条带的机器

说明书

本发明提供一种用于制造配电变压器铁心用的成套磁性条带的机器，也提供一种制造配电变压器铁心用的成套磁性条带的方法。

非晶金属合金，亦即所知的玻璃状金属合金或金属玻璃，是没有任何长期排列次序的亚稳态材料。非晶金属合金是采用本领域中常规的处理技术对熔融物进行迅速淬火而方便地制成的。这种非晶金属合金及其制造方法的例子揭示于共同转让的美国专利No.3，865，513中。非晶金属合金的优越的软磁特性已经使其被广泛地用作各种磁性铁芯诸如配电变压器之类的磁芯的材料。

配电变压器将高压电力线路的电压逐级降至家用电压。用常规电工硅钢片制造的配电变压器消耗电能，这些电能变成热。用非晶金属合金，特别是用铁-硅-硼合金制造的配电变压器，与那些硅铁变电器件相比，可以便利地将电能损失降低70%。典型的配电变压器是运行于25至500千伏安（KVA）范围内。

在生产采用硅铁材料的铁心时，切割和卷绕的最自动化的方法包括采用一种一体式的切割卷绕机，其中，先切割出单根磁芯材料的条带并随后立刻将其卷绕成圆形。切割需在精确的位置进行，以使绕成的圆形磁芯有所需的接头结构。加拿大的Tran  co公司可以提供适于商业上应用的这种机器。然而，这种生产方法不适用于加工非晶金属条带。因为非晶金属合金条带比硅铁材料薄得多，必须同时切割许多层非晶金属合金条带，随后喂入卷绕机，以便实现高效生产。因为非晶金属合金条带非常硬，同时切割许多层非晶金属合金条带是很困难的。同时，非晶金属合金条带的刚性比硅铁材料的小，因此对硅铁材料采用的传统的引导和推动方法不适合于非晶金属合金条带。另外，已发现，非晶金属合金条带更适合采用诸如美国专利No.4，741，096中揭示的完全搭接的接头之类的一些类型的分布间隙接头。下述Tran  co公司的机器产生一种含有短条片的接头，而它不是所揭示的较佳接头。

因为非晶金属合金条带如此薄，典型地做法是，同时成形包括许多条带的几个条带组，以便提高磁芯的生产速度。在每一组中，许多条带的纵向和横向边缘基本对齐。也可以同时成形包括多个条带组的几套条带，以进一步提高生产速度。在每一套中，各条带组的纵向边缘基本对齐，而相邻各组的横向边缘相互错开。这种错开关系中一组条带相对于另一组条带的定位称作变位。各相邻条带组的横向边缘之间的距离称作变位距离。

制造非晶金属合金配电变压器铁芯的一种方法包括用一单根条带卷绕成一圆圈形，然后在许多限定美国专利No.4，709，471中揭示的所需接头的位置上对圆圈进行切割。随后将磁芯再闭合，如果需要，制成最后形状。尽管这种方法不需要将所切割的条带布置成组或成套，但它需要在切割磁芯后再卷绕叠层片，而这是很难的，因为被再卷绕的条带易于松起，使得很难得到紧密闭合的接头。此外，用这种方法很难得到较佳的完全搭叠的那类型的接头。

本领域内已有用于制造配电变压器铁芯用的成套磁性条带的机器和方法。一种方法包括用至少一根条带卷绕成一圆圈形，随后在一个位置上将圆圈完全切开以获得一叠切割的条带。然后将这一叠切割的条带用手工分成几个条带组，然后将各条带组围成一个圈，就是将各条带组摆成一个大致的圆形，且每一组在一确定位置。摆成一个圈可以手工进行或用诸如美国专利No.4，790，064中所述的皮带卷绕机进行或用如美国专利No.5，093，981中所述的将组合好的各条带组包绕着在一静止的心轴上的那样一种围圈机进行。然后，将磁芯机械地成形为所需的最后形状。条带组成条带套的手工成形是费时的，因此是不希望这样做的。

另一种方法采用一种全自动的机器，它将条带切割成控制的长度，并将切割的条带布置成组及成套，又将条带套围绕于一心轴以生产磁芯，如美国专利No.5，093，981中所述的那样。这种机器和方法是有缺点的，因为在每个条带组被切成后，这一切成的条带组首先行进到一预定位置，随后沿横对条带长度的方向沿一斜坡向下移动到一位于运载架上的叠片工位。将条带组横向移动到叠片工置是一个费时的过程，并且为完成这一过程需要有较复杂的装置。