[发明专利]园截面铁心正交叠片单相壳式节能变压器

说明书

发明领域

本发明属于电学中的变压器技术领域，涉及变压器的铁心结构、绕组 结构的多项改进，以及工艺的简化，具体地说，是创建一种新结构的节能 变压器。

背景技术

变压器的基本原理是通过电磁感应，将一种交流电压改变为另一个电 压，其基本结构是电路(包括绕组和外电路)和磁路的交链，以实现电能 和磁能的相互转化。为减少磁能损耗，铁心通常由一片片薄硅钢片叠制而 成，要将绕组放进磁路，磁路就必须分段制作留出开口，然后嵌入绕组， 再作封口处理，磁路上必然留下许多接缝间隙——称为磁路间隙，磁路间 隙虽然很小，但因空气的导磁率远低于铁磁物质，所以空气隙磁路的磁阻 必然很大，必须以一定的励磁磁流，用以增加磁动势以克服磁阻，也就是 说，必须增加励磁电流。加大励磁电流即意味着增加变压器的空载损耗； 另外，在俗称“方棚”的传统单相壳式变压器中，空气隙大且多，不但空 载损耗大，而且铁心和磁轭的截面都是矩形，矩形绕组的导线长度高于圆 形绕组，会产生较大的负载损耗。

总之，现有变压器存在诸多影响其效率的结构缺陷，需要作多方面结 构改进，才能满足当今社会所要求的节能减排目标。

发明内容

本发明的目的，是通过结构改进，同时降低变压器的空载损耗和负载 损耗，从多方面提高变压器的效率，实现变压器结构和工艺的节能改造。

本发明采用了与现有传统变压器有所不同的结构和工艺路线，那就是 首先采用零间隙磁路的变压器新结构和新工艺——零间隙磁路变压器工 艺技术，有关零间隙磁路结构技术和工艺，详见中国发明专利申请 201310160702.1《零间隙磁路自封闭型变压器》，本发明是以该文件为基 础的进一步技术改进。

为了使铁心与磁轭结合面零间隙紧密配合，除了需要对结合面精加工 处理外，如何才能在实际变压器中减少甚至消除铁心与磁轭结合面的磁路 间隙，这就需要将结构和施工相结合加以综合考虑，既要结构简单合理， 又要施工简便易行，当然更重要的是达到变压器的节能高效的目标。

本发明的圆截面铁心正交叠片壳式节能变压器，主要结构由绕组、铁心和 磁轭三大部分组成，其特征为，磁路中的铁心(1)和磁轭(3)为分别由 叠片叠装完成的各自独立的分体部件；绕组(2)和铁心(1)整体在总组 装前也为一体的中间独立部件；铁心(1)和磁轭(3)间具有经精加工的 结合面；结合面为零公差或过盈公差配合，构成为零间隙磁路；铁心叠片 和磁轭叠片的安装方向相互垂直，绕组和铁心整体采用正交叠片安装；铁心为 圆截面而磁轭为矩形截面。

本发明的技术效果是明显的，首先，零间隙磁路的新结构可以有效 减小变压器磁路接缝间隙，减少磁阻，意味着变压器有较小的空载励磁 电流和空载损耗，提高了变压器的效率；其次，采用圆截面的铁心，相同 截面积和相同匝数的绕组，圆截面绕组的导线长度最短，就可以降低变压 器的负载损耗；而由于铁心是圆形截面而磁轭为矩形截面，就会使同一层 面上的硅钢片产生导磁不均衡现象，二者采用叠片正交的新结构，可以 使磁力线在各层面叠片中流动分布更均衡，进一步减少变压器磁损，提 高其效率。

附图说明

图1、本发明的节能变压器的分解结构示意图。

图2、绕组铁心体装入到磁轭的示意图。

图3、变压器铁心平行叠片安装和正交叠片安装比较图。

图4、变压器磁轭冲片图。

具体实施方式

本发明的变压器将主要结构分成三大部分——铁心、磁轭和绕组独 立制造。铁心(1)为安装绕组的磁路部件，也是绕组中电流产生磁力线 流的源头。绕组(2)为电磁耦合的重要一环——电链，它包括了初级绕 组和次级绕组构成的绕组整体，绕组能够在铁心中产生磁力线，也能通 过磁力线的变化产生感应电压，初级输入功率而次级输出功率。磁轭(3) 是总体磁路的另一部分，是供铁心中的磁力线流通的、完成磁链的通道。 在壳式变压器中，由于铁心中的磁力线可以通过磁轭的两边传导，所以 铁心的截面积是每边磁轭截面积的两倍。铁心和磁轭组成磁路，也就是 说构成了电磁耦合的磁链通路。

本发明的主要结构特征在于：

1、磁路中的铁心(1)和磁轭(3)为分别由叠片叠装完成的各自独立 的分体部件；

2、绕组(2)和铁心(1)整体在总组装前也为一体的中间独立部件；