[发明专利]Y形铁心三相变压器

说明书

技术领域

本发明是关于变压器的结构和制造方法，涉及三相变压器设计制造范畴，属于变压器技术领域。

背景技术

变压器问世已历经百余年，实用的三相变压器结构已成定式。铁心的基本形式都是使用“日”字形转90°的形状，在中间三个铁心柱上套上三组线圈，而磁轭部分是“一”字形共用的结构。这种结构的制造工艺简单，被广泛使用。为了节省空间和提高效率，铁心柱还采用尽量接近圆形(或运动场跑道形)截面的阶梯形叠片。以及在使用取向硅钢片后，为减少铁心损耗，采用铁心交叠的地方作45°裁切的工艺技术。经过这些措施后，三相变压器的改进似乎只有改进铁心材料，导体材料和绝缘材料一条路可走。而且这种传统结构由于铁心对三相线圈不对称，造成三相有少量的不平衡，使变压器的供电质量变坏。在这样的历史前提下，经过仔细研究，分析磁路结构的合理性，本发明找到一种改变结构后可以提高性能、降低成本方法，这就是采用Y形铁心的三相变压器结构。虽然有资料介绍类似本发明的三相变压器结构，但所有资料的结构形式、设计思想、工艺制作过程不便于推广和应用，完全不同于本发明的可实用方法。

发明内容

本发明Y形铁心的三相变压器，其结构是三相变压器的磁轭部分形式是Y形，它与三个铁心柱组成了完全对称的磁路结构，与线圈一起构成理想三相变压器。

为解决上述技术问题，本发明由上下两个Y形铁心轭部和三个心柱铁心构成磁回路，配上组线圈所组成。线圈是变压器的三相原副边绕组，它形成的磁通通过心柱、再经过上下Y形轭部构成闭合磁路。其铁心每个轭部由三组折弯120°的硅钢片叠成，每组折弯120°的轭部与两个心柱的半边柱体相配合，形成三组完全相同的对称的磁路，由此构成Y形三相变压器铁心。

Y形轭部硅钢片与心柱硅钢片之间的搭接，采用与一般的两片交叉叠片法不同，而是采用3片以上的交叉叠片法，使磁路的局部损耗比两片交叉叠片法低。轭部的硅钢片采用非取向硅钢片，与心柱的取向硅钢片配合，使磁通在轭部能顺利拐弯而损耗较小。并且，把轭部磁通拐弯处外侧硅钢片省下来剪去，它与Y形设计本身因中部磁密小、可以省铁的共同作用下，大幅度地减少了硅钢片的用量，并使铁损耗降低。本发明变压器铁心的压紧方法，采用特殊的上下压紧板和螺钉径向压紧，以及片间压紧方式，使Y形轭部结构成为工艺上可实现结构。较大的变压器做成油浸式，为配合Y形铁心，机箱为带散热片的不等边六角柱形结构。

以上所述Y形铁心的三相变压器的结构，如果铁心的轭部和心柱间增加非导磁垫块，形成磁路的间隙，即可变成Y形铁心三相电抗器的结构，达到比传统三相电抗器节省用铁量和减少铁损耗的目的。

本发明Y形铁心的三相变压器结构的有益效果：

首先是变压器的轭部由于采用了Y形结构，使得三相变压器的磁路绝对对称，使变压器的三相的电磁对称性远好于传统铁心结构的变压器。

其次是变压器轭部的Y形结构，轭部变得紧凑，使铁的总用量大幅度下降，铁损耗下降，变压器运行效率提高，变压器成本下降。

第三是Y形结构使三相线圈分布的电磁受力情况改善，变压器的结构简化，体积缩小。

第四是合理的结构和详细的制作工艺方法使本发明Y形铁心的三相变压器成为可以实现的结构，突破了多年来变压器制造工程上的难题。

第五是所述Y形铁心的三相变压器的结构，如铁心的轭部和心柱间如增加非导磁垫块，形成磁路的间隙，即可变成Y形铁心三相电抗器的结构。

附图说明

图1是Y形三相变压器内部铁心和线圈形式正视图。图2是Y形三相变压器内部铁心和线圈形式俯视图。

图3是Y形三相变压器铁心的圆柱心柱和圆筒线圈截面形式。图4是Y形三相变压器铁心的类似栗圆形的心柱和线圈截面形式。

图5是Y形三相变压器铁心的1/3组合示意图。

图6是Y形三相变压器铁心的1/3组合中某一阶梯中，轭部硅钢片折弯和2片交叉叠片法立体示意图。

图7图8是铁心2片交叉叠片法示意图。图9、图10、图11是铁心3片交叉叠片法示意图。图12、图13、图14、图15、图16是铁心5片交叉叠片法示意图。

图17是Y形三相变压器主要部分整体组装正视图。图18是Y形三相变压器主要部分整体组装俯视图。

图19是Y形三相变压器主要部分整体组装立体图。图20是Y形三相变压器主要部分整体组装去掉上部压紧板的俯视图。图21是压紧板对铁心施加压力的局部图

图22是Y形三相变压器油箱正视图。图23是油箱内装有变压器主体的俯视图。图24是油箱内装有变压器主体，未装上盖的立体图。图25是油箱底部安装使用的导向定位管和主体拉紧螺杆的定位关系图。