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车圆法生产R型铁心

2004-12-30 16:45:37 来源:《国际电子变压器》2005年1月刊

1引言
本文介结一种用普通车床就能生产R型铁心的简易方法。此法的优点是:
a.投资省、上马快、用普通车床就能干;
b.硅钢带材料选用面广,取向、无取向、甚至拆旧短料也可以使用;
c.铁心尺寸范围广,小、中、大功率,单相、三相都适用;
d.铁心成本低,市场面宽。
2成型原理
2.1图形转换,卷制环型铁心。
将图1所示的R型铁心,转换成图2所示的环型铁心,并按转换后的尺寸卷制环型铁心。
图中:a——R型、环型铁心叠厚;
 b——环型铁心钢带宽度;
 c——R型铁心窗口宽度;
 d——R型铁心圆柱直径;
 do——环型铁心内径;
 Do——环型铁心外径;
 h——R型铁心窗口高度;
 H——R型铁心高度;
 L——R型铁心宽度;
 LR——R型铁心平均磁路长度
  LR=2c+2h+πa
 Lo——环型铁心平均磁路长度
  Lo=π(do+Do)/2
已知R型铁心尺寸,通过计算,可以转换成等效的环型铁心,两者的关系遵循以下原则:
a.环型铁心的平均磁路长度Lo,应等于R型铁心的平均磁路长度LR,即Lo=LR;
b.环型铁心的钢带宽度b,应等于R型铁心柱径d,即b=d;
c.铁心叠厚a尺寸相等。
2.2车圆或磨圆
卷绕成型的环型铁心,带卷绕芯胎,上车床车削或用砂轮磨削成为圆截面,如图3。根据以上成型原理,可以开发出许多其它加工方法、成型刀具等。
2.3电磁性能测试
用伏安法测量,也可用磁化曲线、铁耗曲线来检测与分级。良好的退火工艺,铁心的电磁性能可以达到、甚至超过原材料水平。取向材料铁心,当B=1.7T时,H≤0.5At/cm,铁心的每公斤铁耗P1.7/50可以达到小于等于原材料每公斤铁耗W1.7/50,对无取向硅钢铁心,当B=1.5T时,H≤0.5At/cm,P1.5/50≤W1.5/50。不同尺寸,不同材质的铁心,各有不同的最佳退火温度,并非千篇一律。要想获得最优电磁性能,要根据自己炉子的特性,从试验中获得。
3关于铁心材料
无取向硅钢H50、H23、H18、H14、H12……,取向硅钢Z11、Z10……,甚至是拆旧硅钢带,都可以使用。笔者认为,产品市场是分低、中、高档次的,低档次的电子产品,可以选用H50类低价材料作R型铁心,以利于降低铁心成本。让R型铁心无气隙,低噪声,激磁电流小,漏磁小等优点,推广应用到中低档次电子产品中去。
4关于铁心尺寸系列
高档次的R型铁心已有了铁心尺寸系列,骨架尺寸系列,底板尺寸系列。低档次、中档次的R型铁心,既可以直接引用,仅换材料,也可以建立新的系列,从标准化、系列化、低成本出发进行的拟订,其尺寸系列、尺寸比可以采用优先数系列。
4.1铁心直径d尺寸
取R10系列数据:10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100……,也可以取R20系列数据:10,11.2,12.5,14,16,18,20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,63,71,80,90,100……。
4.2铁心窗口宽度c尺寸
取窗宽系数,根据低压、中压、高压,有无空气道,用途,铜铁成本筛选确定。低档次的R型铁心变压器,应选用廉价硅钢带,多用铁,少用铜,胖铁心,瘦线包;铁心尺寸比与铜铁市场价格比挂钩,使变压器低成本。
4.3铁心窗口高度h尺寸
取窗高系数
4.4关于绕线骨架
开发新型骨架成型工艺,无骨架脱胎绕制工艺,简化绕线操作,降低配件、工时成本,对于扩展R型铁心变压器应用具有实际意义。
5关于铁心截面形状
车削法生产大尺寸R型铁心,可以不是真圆截面。方截面到圆角半径r大与小,直接影响到铁心有效导磁截面积,铁心材料利用率,也影响到导线平均匝长、铜重、铁心与内筒之间空气道尺寸与温升,可从铜铁成本、体积、重量、温升出发,用电脑筛选,取用最优倒角半径。
6尾声
笔者撰写以上短文,意欲抛砖引玉,群策群力,把R型市场做大。本文内容,取自一项专利,登记号95111626.6,欢迎斧正。

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