一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心及含有該鐵心的變壓器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心及含有該鐵心的變壓器。本實用新型的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，包括鐵心單元，鐵心單元的中間部分是非晶合金，最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)設(shè)置有支撐定型材料，鐵心單元分為能夠相互對接的上半部鐵心和下半部鐵心。其技術(shù)效果是：本實用新型的鐵心在套裝繞組時無需開合鐵心，不會產(chǎn)生非晶合金碎屑。非晶合金鐵心柱填充系數(shù)高，材料利用率高，抗短路能力強。上半部鐵心和下半部鐵心結(jié)構(gòu)降低了制造成本，提高了生產(chǎn)效率。器身裝配方便，結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，且節(jié)約場地。應用范圍廣，不同容量、不同規(guī)格的變壓器都可使用。
【專利說明】
一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心及含有該鐵心的變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及變壓器鐵心領(lǐng)域，特別涉及一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心及含有該鐵心的變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器鐵心的主要作用是導磁和用作骨架的作用。鐵心提供磁回路，繞組通電以后產(chǎn)生磁場，磁力線經(jīng)過鐵心構(gòu)成磁回路，使整個磁路的磁場強度達到最大，避免漏磁損耗，變壓器鐵心是變壓器的重要部件。而非晶合金與硅鋼片相比具有空載損耗值低的特點，被用來制備新型變壓器鐵心。
[0003]常規(guī)平面型非晶合金變壓器鐵心通常采用非晶合金帶材疊積卷繞而成，成型鐵心的上軛留有接縫，在套裝繞組時需要打開鐵心接縫，套裝完成后再閉合鐵心接縫。由于非晶合金帶材極脆，且對應力極其敏感，開合鐵心接縫時極易產(chǎn)生非晶合金碎肩，易進到油道中造成匝間短路等故障而損壞變壓器。同時也難免使非晶合金鐵心受力，影響非晶合金變壓器鐵心的導磁性能。不僅如此，這種工藝還會耗費大量的工時。
[0004]即使采用非晶合金帶材連續(xù)卷繞方式制成閉合式的非晶合金鐵心，繞制繞組時也只能在非晶合金鐵心上直接繞制繞組，這就需要專用的鐵心繞制設(shè)備和專用的繞組繞制設(shè)備，且繞制時極易使非晶合金鐵心受力(損耗和噪聲等性能受影響)，這種結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式對操作人員及工裝設(shè)備要求較高，嚴重影響和制約生產(chǎn)效率。
[0005]現(xiàn)有工藝的主要問題如下:非晶合金帶材極脆，在開合鐵心時極易產(chǎn)生碎肩，碎肩會破壞變壓器絕緣系統(tǒng)造成短路等故障，甚至燒損變壓器。非晶合金對應力十分敏感，開合鐵心和繞制繞組(直接在鐵心上繞制繞組)時都極易使鐵心受力，造成損耗和噪聲增大，影響鐵心性能。若直接在非晶合金鐵心柱上繞制繞組需要使用專用的繞線設(shè)備和模具，通用性差，效率低，繞制繞組的質(zhì)量和性能差，繞制時極易使鐵心受力，造成損耗和噪聲增大。生產(chǎn)周期長，對人員和設(shè)備要求較高，生產(chǎn)成本較高，抗短路能力弱。非晶合金變壓器產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，如變壓器(閉合式非晶合金鐵心)遇到故障需整體返廠修理。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種生產(chǎn)成本低、易于制備、維修保養(yǎng)簡便易行、高性能的卷疊式非晶合金變壓器鐵心。本發(fā)明的另一目的是提供一種含有卷疊式非晶合金變壓器鐵心的變壓器。
[0007]本實用新型提供的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其技術(shù)方案為:
[0008]—種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，包括鐵心單元，鐵心單元的中間部分是非晶合金，最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)設(shè)置有支撐定型材料，鐵心單元分為能夠相互對接的上半部鐵心和下半部鐵心。
[0009]優(yōu)選地，上半部鐵心中間部分的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料與下半部鐵心對應的中間部分的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料對接形成的接縫錯位分布，鐵心單元的各個接縫形成鋸齒形或者斜線形結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，鐵心單元中間部分的非晶合金是由多片非晶合金帶材構(gòu)成的非晶合金組，非晶合金組由多片(5片、10片、15片、20片或其它可實施的片數(shù))非晶合金帶材組成。
[0011]優(yōu)選地，支撐定型材料是硅鋼帶材或其它材料。
[0012]優(yōu)選地，鐵心單元是帶圓角的鐵心單元，由帶圓角的上半部鐵心和帶圓角的下半部鐵心對接形成。
[0013]優(yōu)選地，鐵心單元的橫截面為半圓形，階梯型，矩形，具有上底、下底、一條直線腰和一條弧線腰的異形梯形或者具有上底、下底、一條垂線腰和一條斜線腰的異形梯形。
[0014]優(yōu)選地，上半部鐵心短于下半部鐵心。優(yōu)選地，變壓器鐵心結(jié)構(gòu)為三相五柱式、三相三柱式、三相立體式鐵心或者單相鐵心中的任一種。
[0015]優(yōu)選地，非晶合金為鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金、鈷基非晶合金或納米非晶合金中的任一種。
[0016]本實用新型還提供了一種變壓器，其技術(shù)方案為:
[0017]一種變壓器，器身包括繞組和鐵心，鐵心為上述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心。
[0018]本實用新型的實施包括以下技術(shù)效果:
[0019]本實用新型提供的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心套裝繞組時無需開合鐵心，不會產(chǎn)生非晶合金碎肩。非晶合金鐵心柱填充系數(shù)高，材料利用率高，抗短路能力強。生產(chǎn)效率高、周期短，降低了制造成本，提高了生產(chǎn)效率。器身裝配方便，結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，且節(jié)約場地。應用范圍廣，不同容量、不同規(guī)格的變壓器均可使用，變壓器容量越大，節(jié)約時間成本、人力成本、能耗成本越明顯。便于現(xiàn)場維護、維修，無需返廠。
[0020]采用多級型結(jié)構(gòu)，鐵心柱截面接近于圓形，鐵心柱的磁通分布均勻，充分利用了材料并提高了填充系數(shù)，有效控制了非晶合金鐵心尺寸，最大限度發(fā)揮非晶合金空載性能好的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖2為本實用新型實施例的一種卷疊式非晶合金變壓器多級型鐵心結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖3為本實用新型實施例的一種卷疊式非晶合金變壓器多級型鐵心結(jié)構(gòu)B-B截面示意圖
[0024]圖4為本實用新型實施例的三相五柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖5為本實用新型實施例的三相三柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖6為本實用新型實施例的三相五柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)C-C截面示意圖和三相三柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)D-D截面示意圖
[0027]圖7為本實用新型實施例的三相立體式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]1、鐵心單元;2、上半部鐵心;3、下半部鐵心;4、接縫;5、非晶合金;6、硅鋼帶材。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合實施例以及附圖對本實用新型加以詳細說明，需要指出的是，所描述的實施例僅旨在便于對本實用新型的理解，而對其不起任何限定作用。
[0030]參見圖1至圖3所示，本實施例提供的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，包括鐵心單元I，鐵心單元I的中間部分是非晶合金5，最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)設(shè)置有支撐定型材料，支撐定型材料優(yōu)選硅鋼帶材6。鐵心單元I分為能夠相互對接的上半部鐵心2和下半部鐵心3。優(yōu)選上半部鐵心2的非晶合金和下半部鐵心3的非晶合金相互對接，上半部鐵心2的支撐定型材料和下半部鐵心3的支撐定型材料相互搭接。優(yōu)選地，接縫位置涂抹有導電膠或者設(shè)置有綁帶，使上半部鐵心和下半部鐵心對接更穩(wěn)定，可以避免漏磁損耗。
[0031]非晶合金帶材厚度還不到普通硅鋼片的十分之一，特別脆，其硬度是硅鋼片的5倍以上，非晶合金的磁滯伸縮量大，一旦受到擠壓其空載性能會明顯變壞。因此，如何避免非晶合金碎肩和接縫4處處理是影響變壓器噪聲和空載性能的關(guān)鍵因素。本實施例通過在最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)設(shè)置支撐定型材料，能夠解決上述非晶合金質(zhì)脆帶來的問題，具有強化鐵心定型的作用。
[0032]參見圖2所示，上半部鐵心2的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料與下半部鐵心3對應的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料對接形成的接縫4錯位分布，優(yōu)選的各個接縫4形成鋸齒形結(jié)構(gòu)。鐵心單元I中間部分的非晶合金是由多片非晶合金帶材構(gòu)成的非晶合金組，非晶合金組由5片、10片、15片、20片或者25片非晶合金帶材組成。鐵心單元I優(yōu)選為帶圓角的鐵心單元I，由帶圓角的上半部鐵心2和帶圓角的下半部鐵心3對接形成。非晶合金可以是鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金、鈷基非晶合金或納米非晶合金中的任一種。
[0033]上半部鐵心2短于下半部鐵心3，使得接縫4位置靠近鐵軛，繞組套在相對較長的下半部鐵心3柱上。本實施例中，鐵心單元I的橫截面可以是半圓形，階梯型，弧形、矩形，具有上底、下底、一條直線腰和一條弧線腰的異形梯形或者具有上底、下底、一條垂線腰和一條斜線腰的異形梯形。
[0034]變壓器鐵心結(jié)構(gòu)可以為三相五柱式、三相三柱式、三相立體式鐵心或者單相鐵心中的任一種。參見圖4所示的三相五柱式結(jié)構(gòu)由四個鐵心單元制成。參見圖5所示的三相三柱式結(jié)構(gòu)由三個鐵心單元制成。圖6為本實施例的三相五柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)C-C截面示意圖和三相三柱式多級型卷疊式非晶合金變壓器鐵心結(jié)構(gòu)D-D截面示意圖。
[0035]參見圖7所示，本實施例還可制成三相立體式非晶合金鐵心，非晶合金立體式鐵心由三個鐵心單元拼合而成，每個非晶合金鐵心單元由上下兩部分組成。每部分鐵心分別由圓角相同、長度各異的單片非晶合金帶材疊裝而成，每片非晶合金使用專業(yè)設(shè)備和模具制成圓角形狀，相鄰兩層帶材的寬度呈一定規(guī)律(遞增或遞減)逐層變化，最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)分別用硅鋼帶材等材料支撐定型。鐵心單元的全部接縫4整體形成一定規(guī)律的折線型(例如鋸齒形或斜線形)。最終形成鐵心單元橫截面近似于半圓形，三個鐵心單元拼合后橫截面近似于圓形(多級形或多邊形或多邊形+圓形等)。
[0036]本實施例提供的卷疊式鐵心結(jié)構(gòu)在裝配變壓器時，無需開合鐵心接口，也無需在成型鐵心上直接繞制繞組，大幅減少了變壓器鐵心在裝配繞組過程中使非晶合金鐵心受力，從根本上解決了開合鐵心產(chǎn)生非晶合金碎肩的問題。這種結(jié)構(gòu)和裝配方式提高了產(chǎn)品的抗短路能力。
[0037]這種卷疊式非晶合金變壓器最大的優(yōu)勢在于大幅降低了生產(chǎn)成本，大幅提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)新了卷疊型鐵心變壓器的裝配方式，同時提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了人力成本和生產(chǎn)周期，且便于保養(yǎng)、維護和維修。
[0038]本實用新型還提供了一種變壓器，器身包括繞組和鐵心，鐵心的結(jié)構(gòu)為上述實施例的卷疊式非晶合金變壓器鐵心。本實用新型中一種變壓器的結(jié)構(gòu)為常規(guī)結(jié)構(gòu)，且本實用新型提供的變壓器的改進僅涉及上述的變壓器鐵心，不對其他部分進行改動。故本說明書僅對變壓器鐵心進行詳述，對變壓器的其他部件及工作原理這里不再贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本說明書描述的內(nèi)容基礎(chǔ)上，即可實現(xiàn)本實用新型的變壓器。
[0039]最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對本實用新型保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，包括鐵心單元，其特征在于:所述鐵心單元的中間部分是非晶合金，最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)設(shè)置有支撐定型材料，所述鐵心單元分為能夠相互對接的上半部鐵心和下半部鐵心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述上半部鐵心中間部分的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料與所述下半部鐵心對應的中間部分的非晶合金、最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)的支撐定型材料對接形成的接縫錯位分布，多個接縫形成鋸齒形或者斜線形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述鐵心單元中間部分的非晶合金是由多片非晶合金帶材構(gòu)成的非晶合金組，所述非晶合金組由5片以上非晶合金帶材組成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述支撐定型材料是硅鋼帶材。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述鐵心單元是帶圓角的鐵心單元，由帶圓角的上半部鐵心和帶圓角的下半部鐵心對接形成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述鐵心單元的橫截面為半圓形，階梯型，矩形，梯形、或者具有上底、下底、一條直線腰和一條弧線腰的異形梯形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述上半部鐵心短于所述下半部鐵心。8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述變壓器鐵心結(jié)構(gòu)為三相五柱式、三相三柱式、三相立體式鐵心或者單相鐵心中的任一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心，其特征在于:所述非晶合金為鐵基非晶合金、鐵鎳基非晶合金、鈷基非晶合金或納米非晶合金中的任一種。10.—種變壓器，器身包括繞組和鐵心，其特征在于:所述鐵心為權(quán)利要求1?9任一所述的一種卷疊式非晶合金變壓器鐵心。
【文檔編號】H01F27/24GK205542300SQ201620087764
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】郭振巖, 崔鶴松
【申請人】機械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟研究所