專利名稱：扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器的制作方法
(一)所屬的技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及電力裝備制造業(yè)、電力輸變電系統(tǒng)、變壓器工業(yè)、電力電氣機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造、變壓器制造等領(lǐng)域。
(二)相關(guān)的背景技術(shù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的變壓器有兩種形式；一種是全接縫疊片式鐵芯變壓器，另一種是卷鐵芯形式變壓器。全接縫疊片式鐵芯變壓器可分為兩大類型一種是截面為圓形的全接縫疊片式鐵芯變壓器，另一種是橢圓型(截面為內(nèi)接階梯型)全接縫疊片式鐵芯變壓器。在當(dāng)今的國(guó)際上工業(yè)較先進(jìn)的國(guó)家，都爭(zhēng)相發(fā)展和使用橢圓型繞組的配電變壓器，但都是全接縫疊片式鐵芯變壓器。卷鐵芯可分為兩大類型一種是無(wú)接縫閉口卷鐵芯變壓器，另一種是有接縫開(kāi)口卷鐵芯變壓器。市場(chǎng)上主要以無(wú)接縫閉口卷鐵芯變壓器為主。無(wú)接縫閉口卷鐵芯變壓器(其中有R型、階梯形、多邊形、復(fù)合形變壓器)因其性能突出的優(yōu)勢(shì)，所以小型配電變壓器被廣泛采用，但由于其自身鐵芯無(wú)縫，故在制造上也存在著諸多缺陷。國(guó)內(nèi)有接縫開(kāi)口卷鐵芯變壓器的鐵芯多是引進(jìn)國(guó)外進(jìn)口的卷鐵芯設(shè)備，只能生產(chǎn)的矩形卷鐵芯變壓器，由于其矩形結(jié)構(gòu)不符合國(guó)內(nèi)電網(wǎng)要求加之容量?jī)H限500KVA以下，故一直未能得到廣泛的推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容我們所研制的扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯變壓器的性能比其它結(jié)構(gòu)或R形結(jié)構(gòu)形式卷鐵芯變壓器更為優(yōu)越。扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯與圓形(截面為內(nèi)接多邊型)卷鐵芯在截面等效的情況下比對(duì)，高度和寬度都小?？梢?jiàn)，扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯磁通回路比R形卷鐵芯磁路更短，在相同的級(jí)數(shù)上扁圓形填充系數(shù)也高于圓形。因此，整個(gè)鐵芯的空載損耗比其它平面R形卷鐵芯下降10％左右。從材料利用率的角度看，內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯的材料利用率均100％，扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯的利用率較圓形卷鐵芯的利用率高很多。
具體解決的問(wèn)題本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是利用扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯制作的配電變壓器，由于扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯變壓器性能優(yōu)越，產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，材料的利用率高可節(jié)省原材料，并能夠滿足迄今為止其它卷鐵芯變壓器制造設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)，其鐵芯和線圈可分別單獨(dú)進(jìn)行制作。因此，可以實(shí)現(xiàn)變壓器生產(chǎn)流水線，這將有利于大批量高效生產(chǎn)，由于鐵芯的填充系數(shù)高，退火后工序較少，產(chǎn)品性能達(dá)到均勻穩(wěn)定。因此，扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯變壓器將成為我國(guó)變壓器未來(lái)發(fā)展的主要方向。
技術(shù)方案扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯制作的配電變壓器，采用內(nèi)接截面形狀為階梯形鐵芯，對(duì)應(yīng)地應(yīng)采用扁圓形高壓及低壓線圈繞組。扁圓的半徑為R，邊長(zhǎng)為T(mén)，扁圓面積為S＝πR2+2R×T在扁圓的半徑為R，邊長(zhǎng)為T(mén)確定的情況下，扁圓內(nèi)接階梯形、多邊形的級(jí)數(shù)愈多，截面積愈大，但級(jí)數(shù)多，則硅鋼片迭片的規(guī)格就多，制造工時(shí)多。在給定鐵芯扁圓半徑為R，邊長(zhǎng)為T(mén)后，才能確定鐵芯級(jí)數(shù)取多少，各級(jí)片寬應(yīng)多大時(shí)才能得出凈截面最大，制造工時(shí)少的最佳方案。
發(fā)明的有益效果在國(guó)內(nèi)、外高性能配電變壓器是通過(guò)犧牲主要原材料消耗成本來(lái)提高其性能指標(biāo)的。如果高性能配電變壓器的主材消耗量得不到降低則必然會(huì)阻礙高性能配電變壓器的推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的有益效果是，扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯變壓器性能具備國(guó)外矩形開(kāi)口有接縫卷鐵芯變壓器的磁路短、省材料、體積小、工藝條件好的優(yōu)良特性，也具備國(guó)內(nèi)平面R型、多邊形、復(fù)合形性能好的全部特性，具有抗突發(fā)短路的能力，完全符合中國(guó)電網(wǎng)的要求。比同容量的R型、多邊形、復(fù)合形變壓器體積更小、性能更優(yōu)，比R型、多邊形、復(fù)合型平面卷鐵芯變壓器硅鋼片的材料利用率提高了10％左右。
由于扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯變壓器性能優(yōu)越，產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，節(jié)省原材料，并能夠滿足迄今為止其它卷鐵芯變壓器制造設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)，其鐵芯和線圈可單獨(dú)進(jìn)行制作。因此，可以實(shí)現(xiàn)變壓器生產(chǎn)流水線，這將有利于大批量高效生產(chǎn)，由于鐵芯的填充系數(shù)高，退火后工序較少，產(chǎn)品性能達(dá)到均勻穩(wěn)定。因此，開(kāi)口卷鐵芯變壓器將成為我國(guó)變壓器未來(lái)發(fā)展的主流方向。
舉例說(shuō)明扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯三相變壓器制造過(guò)程如下(1)將對(duì)應(yīng)容量硅鋼片由曲線開(kāi)出的條料在開(kāi)口鐵芯數(shù)控卷繞機(jī)繞制在一個(gè)矩形的芯模上。
(2)繞制兩個(gè)矩形的芯模拼合在一塊作為外圈的芯模，后繞制外圈。
(3)將繞制后的三相鐵芯經(jīng)高溫退火后，脫掉芯模。
(4)將拆開(kāi)的U型鐵芯裝入繞制好線圈套裝后綁扎固定。
(5)器身絕緣裝配。
(6)產(chǎn)品總裝配。
(7)出廠試驗(yàn)

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器主視圖以及截面視；圖2內(nèi)接階梯形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器主視圖以及截面視；圖3內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器主視圖以及截面視；圖4扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器裝配圖。
在圖1所示分別是扁圓形變壓器鐵芯的主視圖以及截面視圖，從圖中可以看出鐵芯是由A、B、C部分組合而成的，A部分和B部分是相同的。在制造過(guò)程中先卷繞A、B部分，再卷繞C部分。圖中參數(shù)為H的范圍是500mm到1650mm；H1的范圍是450mm到1360mm；HW的范圍是300mm到1100mm；L1的范圍是100mm到450mm；L的范圍是750mm到1750mm；扁圓的截面半徑R范圍是25mm到200mm；邊長(zhǎng)T范圍是30mm到300mm；軛寬范圍是90mm到270mm。可見(jiàn)，這種扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯具相對(duì)空間和器身整體空間利用率高的特點(diǎn)。
(五)具體實(shí)施方案A.我們采用對(duì)鐵芯的設(shè)計(jì)放法是用兩個(gè)半圓中間夾上一個(gè)矩形組合而成，扁圓半徑為R，邊長(zhǎng)為T(mén)。
B.扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口卷鐵芯與圓形的比較。由于截面為扁圓型，這使得芯柱與芯柱之間的距離縮短，用扁圓做截面將會(huì)減小Mo的值，也就是鐵芯鐵軛長(zhǎng)度減小、鐵心磁路減短。因此，鐵芯的重量也就減少了，這樣就達(dá)到了在鐵芯材料確定和磁通密度不變的情況下減少鐵芯重量和降低空載損耗的目的。
在圖4所示變壓器線圈裝配圖，將鐵芯開(kāi)口縫隙處打開(kāi)用來(lái)套裝線圈，線圈套裝完成后再?gòu)?fù)原這種扁圓形繞組結(jié)構(gòu)上與過(guò)去的圓形同心式圓筒式繞組完全相同，繞制和裝配工藝也完全一樣。層間絕緣仍然采用菱格點(diǎn)膠紙，高低壓間主空道油道不用瓦楞紙板而改用紙板粘墊塊的形式以提高扁圓形線圈的輻向機(jī)械強(qiáng)度。另外，裝配時(shí)注意低壓繞組內(nèi)側(cè)與鐵心柱間一定要用撐條以提高繞組和器身整體的抗短路能力。
權(quán)利要求
1.扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器是效率高、漏磁小、噪音低、安全系數(shù)高的高性能綠色節(jié)能形變壓器。采用扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓，在截面等效的情況下比圓型(截面為內(nèi)接階梯形)卷鐵芯磁路更短。由我研制的扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯所生產(chǎn)的扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器是我的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在我研制并開(kāi)發(fā)前國(guó)內(nèi)尚無(wú)個(gè)人或生產(chǎn)該產(chǎn)品，要求保護(hù)屬于我的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
2.扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器，其特征是截面采用扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓，硅鋼帶材料的利用率非常高，在鐵芯在截面等效的情況下與圓形(R型)鐵芯相比約減少了10％硅鋼帶的用量，從而節(jié)省了硅鋼帶材料，同時(shí)也節(jié)省銅材和其它輔料降低了總成本。并且開(kāi)口卷鐵芯解決了變壓器生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、拆裝維修這一難題。根據(jù)技術(shù)方案生產(chǎn)出的鐵芯的各種尺寸、外型、結(jié)構(gòu)、參數(shù)、容量等是我的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，我要求保護(hù)我的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
3.扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓平面開(kāi)口式卷鐵芯變壓器其特征是；鐵芯與線圈可單獨(dú)進(jìn)行制作，可實(shí)現(xiàn)了變壓器生產(chǎn)流水線，有利于大批量高效生產(chǎn)。由于鐵芯的填充系數(shù)高，退火后工序較少，產(chǎn)品性能達(dá)到均勻穩(wěn)定。該產(chǎn)品是我的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不允許其它企業(yè)、院所和個(gè)人仿冒、仿制、生產(chǎn)、銷售該產(chǎn)品。要求保護(hù)我的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)！
全文摘要
扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓開(kāi)口卷鐵芯配電變壓器，其性能比其他配電傳統(tǒng)的R型內(nèi)接階梯型、矩形截面配電變壓器更為優(yōu)越。扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓鐵芯比其它非形狀平面卷鐵芯在截面等效的情況下空載損耗可下降10％以上。扁圓、內(nèi)接階梯形扁圓、內(nèi)接多邊形扁圓開(kāi)口卷鐵芯配電變壓器能夠解決無(wú)接縫閉口卷鐵芯變壓器存在的不能大規(guī)模生產(chǎn)的問(wèn)題。通過(guò)采用改變鐵芯結(jié)構(gòu)型式來(lái)提高配電變壓器產(chǎn)品性能，在保持和提高傳統(tǒng)的配電變壓器高效和低損耗性能的前提下，降低了主材成本，這對(duì)該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用必然能起到積極的作用。
文檔編號(hào)H01F41/02GK1959876SQ20061003048
公開(kāi)日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月28日
發(fā)明者齊俠 申請(qǐng)人:齊俠