[发明专利]立体三角形开口卷铁芯

说明书

所属技术领域

本发明型涉及一种三相电力变压器铁芯，它三个芯柱的截面全为椭圆形，外观形状为横截面为等边三角形的柱体。

背景技术

国内的三相电力变压器的铁芯大致分为叠片式铁芯和卷绕式铁芯两大类：叠片式铁芯，它是由各种规格的单片硅钢带叠装而成；卷绕式铁芯又称卷铁芯，它是由一条宽度不等的硅钢带卷绕而成。叠片式变压器由于在铁芯叠装时每层的交界处会有多处斜接缝，从而交界处的磁通密度变化过大，会导致产生了一系列技术难题，造成技术性能指标下降以及所用硅钢片较多。卷铁芯有两种结构形式：一种是平面呈横日形结构，这种结构三个铁芯柱都在一个平面上，三相磁路相互闭合，但三相磁路空载电流的不平衡，导致空载损耗增大；另一种是立体三角形结构，铁芯结构由三个结构和大小相同且柱截面和轭截面均为半圆形的单相铁芯按照等边三角形结构拼装而成。拼装完的铁芯柱是由两个单相铁芯的芯柱拼对成的一个圆柱形铁芯柱体，截面为近似圆形。这种结构铁芯三相磁回路完全相等，三相磁路空载电流平衡。但该技术本身存在轭的磁通密度与柱磁通密度不一致的问题。立体三角形铁芯的理想结构是每只单相铁芯的铁轭的截面积应大于每只单相铁芯的芯柱截面积的()倍(约16％)，目前能达到这一工艺安装的要求都难以实现。此外，无接缝卷铁芯也在诸多问题，如专用制造设备、生产能力受限、工序复杂繁琐、维修不便、不能生产大容量电力变压器等。

发明内容

本发明型提供了一种立体三角形开口卷铁芯。开口卷铁芯就是在卷铁芯制造过程中，由曲线硅钢片条料在断开后进行连续逐层绕制而成，从而每层中都有一个断口，每层断口位置按有规律的线性排列，断口位置设在上轭或下轭。本发明型叙述的铁芯的三个芯柱的截面形状可以为椭圆形或多边形(外接椭圆形)。由于该铁芯具有开口特性，使得铁芯的制造与维修都极其方便。

本发明型解决其技术问题所采用的技术方案是：该铁芯用三个独立且形状相同的单相开口卷铁芯以中心角120°的角度拼装组合成立体三角形开口卷铁芯。本发明型的铁芯截面为椭圆形或多边形(外接椭圆形)，对应不同容量变压器的铁芯的长轴和短轴(即a和b)的比例范围是1∶0.4～1∶0.7，长轴的尺寸范围是20mm到500mm，短轴的尺寸范围是10mm到350mm。卷绕每只单相铁芯均采用厚度在0.18mm到0.35mm之间的冷轧硅钢片条料，这三只单相开口卷铁芯的芯柱截面为半椭圆形或多边形(外接半椭圆形)，每只单相铁芯轭的截面积为大于其芯柱截面积()倍。卷绕整个铁芯所采用的三只单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续绕制而成，而不是将绕制好的铁芯逐层割断，连续绕制的优点便是使铁芯更为紧密及铁芯断口整齐无毛刺。实现单相开口卷铁芯轭截面积大于柱截面积()倍的方案：在开口铁芯卷绕机进行铁芯卷绕时，绕机数控系统自动跟踪，当卷绕到事先设定好的一定厚度内对上、下轭段进行有规律的双层叠绕动作。双层叠绕动作就是卷绕在这段厚度内时，每卷绕一圈只卷绕上、下轭和一个柱面，从而漏掉一个柱面，实际上是卷绕了3/4圈，所以上、下轭各增加一层(总计两层)时边柱只增加一层，在完成这段厚度的双层叠绕动作后便恢复正常的卷绕。可以实现单相铁芯轭截面积为大于柱截面积()倍。芯柱与芯柱之间的连接部分便是铁轭，在对铁芯的设计和生产过程中，在每层铁芯都剪断出一个断口位置，每层断口位置呈有规律的折线性排列，开口位置可在下轭，也可在上轭。

本发明型的有益效果是，铁芯磁路各相自成回路，具有磁路短、三相磁路完全对称，抗突发短路的能力强、节省材料、体积小、工艺性能好等特点，由它所配备的变压器完全符合中国电网的要求。在生产制造过程中不需要专用的绕线设备，线圈可单独绕制，在安装或更换线圈时可将开口处层层打开直接更换，提高了生产效率。而且线圈一旦出现故障，可将变压器铁芯开口处打开进行维修，使得维修极其方便。立体三角形开口卷铁芯的三相磁路各相自成回路平衡，三次谐波分量在单独框内形成闭合回路，较大程度地减少了空载电流的谐波分量，三相磁路完全对称相等。由于满足了理想状态下立体三角形铁芯铁轭的截面积大于其柱截面积()倍的条件，使得铁轭的磁通密度与其柱的磁通密度一致。截面为椭圆形使得磁路变短，损耗减小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。

图1本发明型的平面视图。

图2本发明型的立体视图。

图3断口位置在下轭的单相铁芯的视图。

图4断口位置在上轭的单相铁芯的视图。

图5本发明型的芯柱截面为椭圆形的视图。

图6本发明型的芯柱截面为多边形(外接椭圆形)的视图。

图7单相铁芯每层硅钢片的视图。