[发明专利]一种三相五柱平面卷铁芯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于电压器制造技术领域，尤其是一种三相五柱平面卷铁芯及其制造方法。 

背景技术

变压器组成部件包括器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、冷却装置、调压装置、保护装置及出线套管等，其铁芯主要起导磁和骨架的作用，它性能的优劣直接影响到变压器的性能水平。现有的铁芯有卷式铁芯和叠片式铁芯两种结构，其中卷式铁芯是由带材自内向外连续不断卷制而成；叠片式铁芯由铁芯叠片、绝缘件和铁芯结构件等组成，而铁芯结构件包括拉带、压钉、夹件、垫脚、撑板等，这些结构件需要保证叠片的充分夹紧，才能形成完整而牢固的铁芯结构。 

目前广泛应用的变压器铁芯结构多为叠片式，而由于这种铁芯的心柱与铁柱完全是通过硅钢片的插接构成的，在铁心接缝处形成磁阻和大量漏磁通，导致变压器损耗增大、功率因数降低。通过卷制而成卷式铁芯不存在上述叠片式铁芯出现的问题，从现有的资料看，同型号的卷式铁芯变压器与传统的叠片式变压器相比，空载损耗平均降低30%、空载电流平均下降50%、噪音水平下降7～10dB，且具有质量轻、体积小、机械和电器性能优越等优点以及防盗作用。因此，卷式铁芯结构对于叠片式铁芯具有一定的优势。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁阻小、低噪音、空耗损耗与空载电流低，以及制造工艺简单、生产成本低的三相五柱平面卷铁芯及其制造方法，弥补现有技术的不足。 

本发明采取的技术方案是： 

一种三相五柱平面卷铁芯，包含硅钢带材料制成的铁芯片，其关键技术点在于，所述卷铁芯由4个采用厚度为0.2mm的铁芯片卷绕形成的铁芯单框拼合而成，并使拼合后卷铁芯的所有铁芯柱和铁轭处于同一平面上，形成的卷铁芯横截面形状为矩形。 

由于铁芯的空载损耗主要由涡流损耗和磁滞损耗产生的，在磁通密度和频率一定的情况下涡流损耗与硅钢片厚度的平方成正比，因此，硅钢片越薄，涡流损耗越小，但从工艺的角度讲，硅钢片越薄，加工制造难度就越大，工时费用就俞高，本发明人通过权衡各方利益，总结得出，铁芯片最合理的厚度为0.2mm。 

其中，所述卷铁芯是由2个位于中间位置的等大大铁芯单框和2个位于两侧的等大小铁芯单框拼合而成。 

所述小铁芯单框的横截面长度为大铁芯单框的三分之二。 

形成的三相五柱平面卷铁芯共有5个铁芯柱，其中左右为分支铁芯柱，也可称为旁轭。卷铁芯上下两侧分别称作上铁轭和下铁轭。装配电压器时，各电压级的绕组分别按相套装载中间的三个铁芯柱上，而旁轭是空的铁芯，没有绕组。 

对于以上方案的进一步说明，所述铁芯单框为闭合的矩形框，拼合后的卷铁芯为闭口卷铁芯。 

所述的卷铁芯是采用绑扎带扎紧固定铁芯单框的方式拼合而成。 

本发明进一步的技术方案是： 

一种三相五柱平面卷铁芯的制造方法，包括以下步骤： 

a、采用硅钢带专用切断机将铁芯片按要求的长度尺寸进行剪切； 

b、根据准备卷制的铁芯单框型号选取铁芯内模； 

c、采用铁芯卷绕机按铁芯内模规格以连续卷绕的方式绕制成一特定型号的矩形框铁芯，经过退火处理后形成独立的闭合单框铁芯； 

d、将4个铁芯单框按要求顺序固定在拼装夹具上，铁芯单框拼装面间涂绝缘漆，并加垫绝缘垫纸，再将拼合形成的三个铁芯柱外表面用绑扎带牢固扎紧，使拼合后卷铁芯的所有铁芯柱和铁轭处于同一平面上，便形成了本发明所述的三相五柱平面闭口卷铁芯。 

所述卷铁芯是由2个位于中间位置的等大大铁芯单框和2个位于两侧的等大小铁芯单框拼合而成。 

所述小铁芯单框的横截面长度为大铁芯单框的三分之二。 

由于采取上述技术方案，本发明之一种三相五柱平面铁芯及其制造方法有以下有益效果： 

a、相对于原叠铁芯结构，本发明所述的卷铁芯磁阻明显减少，磁场均匀，空载损耗平均降低了30%左右，空载电流平均下降了50%左右，噪音水平下降了7～10dB之间，总体性能得到了大大提高。 

b、本发明全部采用硅钢带为铁芯材料，比目前多采用非晶合金材料的卷铁芯比，可减少大约30～40%的生产成本；与原叠铁芯比，去掉了叠铁芯四角的损耗和角重，可节省大约3～5%的硅钢片材料，材料的利用率高。 

c、本发明的铁芯结构为闭口卷铁芯，不需要进行铁芯封口，既可减少了制造工序步骤，又可防止硅钢片材料因折弯造成材料的磨损，提高了铁芯的可靠性。