[发明专利]低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心及其辅助计算方法

说明书

本发明低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心及其辅助计算方法属于变压器技术领域；解决的技术问题为：提供一种用于配电变压器的低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心及其辅助计算方法，产品质量好，市场竞争力强；采用的技术方案为：铁心为多级铁心片依次叠放构成，每级铁心片的截面均呈矩形，铁心整体截面成多级阶梯型，铁心的多级阶梯顶点外接图形为类椭圆形，类椭圆形包括两个相对设置的半圆弧和两个相对设置的侧长弧，两个侧长弧分别与两个半圆弧相切连接，两个半圆弧的圆心均位于铁心截面的竖向中心线上；本发明的铁心外接图形设计为类椭圆形，既满足国网配电变压器抗突发短路要求，又有长圆铁心节材方面的优势，还方便了低压模具的制作。

技术领域

本发明低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心及其辅助计算方法属于变压器的技术领域，具体涉及一种油浸式配电变压器。

背景技术

目前国家电网对于配电变压器要求越来越严格，其中抗突发短路这一要求是尤其重要。而目前国内众多厂家对于此类配电变压器普遍采用在节材方面有巨大优势的长圆铁心(如图1所示)，但在变压器的动稳定性能上，长圆铁心变压器要差于圆形(椭圆形)铁心变压器(图2所示为标准椭圆形铁心)，但是圆形(椭圆形)铁心变压器成本又较高。所以，批量生产国网类配电变压器需要一种综合上述两者优点的结构。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种用于配电变压器的低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心及其辅助计算方法，产品质量好，市场竞争力强。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心，铁心为多级铁心片依次叠放构成，每级铁心片的截面均呈矩形，铁心整体截面成多级阶梯型，所述铁心的多级阶梯顶点外接图形为类椭圆形，所述类椭圆形包括两个相对设置的半圆弧和两个相对设置的侧长弧，所述两个相对设置的侧长弧分别与两个半圆弧相切连接，所述两个半圆弧的圆心均位于铁心截面的竖向中心线上。

所述类椭圆形的侧长弧是通过长圆铁心的一、二级铁心片分解为三个以上的铁心片形成。

所述长圆铁心的一级铁心片在分解之前外缘向远离圆心的外侧偏距。

低成本且抗短路能力强的类椭圆铁心的辅助计算方法，将原始长圆铁心的一级铁心片外缘向远离圆心的外侧偏距HN，并将一、二级铁心片分解为n个铁心片形成类椭圆铁心，所述类椭圆铁心的四段弧线相接点为A、B、C、D，所述原始长圆铁心的短轴为NN′，长轴为LL′，一级铁心片厚为O₂O₃＝2QN，二级铁心片厚为AP，其中O₂和O₃分别为一级铁心片上、下两端面的圆心，Q为一级铁心片上端面圆周线上的点且QN垂直于短轴NN′，P为AC与一级铁心片上端面的交点，计算分解具体步骤如下：

第一步，定义HQ交QN角为∠β，根据数学三角函数得出

第二步，定义类椭圆铁心的其中一个侧长弧的对应角为∠AO₁C＝2∠α，其中O₁为侧长弧的圆心，根据几何推理可得：

∠α＝2∠β

则：

∠AO₁C＝4∠β；

第三步，连接AC并与NN′交点为M，则得侧长弧的拱高HM、弦长AC，根据数学三角函数，求得的半径R：

AC＝2(AP+PM)＝2(AP+QN)

可得：

R＝(4HM²+AC²)/8HM；