三相立体铁芯制造技术

本实用新型专利技术属于变压器设备技术领域，涉及一种三相立体铁芯，包括三个结构相同的铁芯框，每个所述铁芯框均包括两个铁芯边柱，相邻两个铁芯边柱的结合面对合连接后，构成铁芯柱，以用于套装线圈；所述铁芯柱长轴的两端分别设置长轴圆弧，铁芯柱短轴的两端分别设置短轴圆弧，相邻的长轴圆弧与短轴圆弧之间通过直边相连接。该铁芯采用的三角形立体布置的四弧四线形截面结构铁芯，由于四弧四线形截面的四个直线与三角形布置在相邻两线圈的相切线平行，互成120

【技术实现步骤摘要】
三相立体铁芯


[0001]本技术属于变压器设备
，涉及一种三相立体铁芯。

技术介绍

[0002]符合国标 GB20052 — 2020电力变压器能效限定值及能效等级标准生产1级能耗的电力变压器产品，
[0003]目前采用国内外最好的硅钢材料和常规的制造方法，是很难实现其零偏差的目标，而且其制造成本很高，难于被用户所接受；采用非晶合金材料制造，其产品性能，可靠性和稳定性也还存在较大问题。因此迫切需要寻找新的变压器结构或新的工艺方法，以求低能耗产品的全面推广。
[0004]三相立体变压器的铁芯和线圈的三角形布置，与平面布置的变压器相比，由于有效减少了铁轭长度，使变压器性能和性价比有了较大的提高。但常规的三相立体变压器的铁芯是由三个铁芯框两两组合成三个完整的圆形截面的铁芯柱。每个铁芯框的截面为圆形铁芯的一半。单个铁芯框的截面从内侧向外侧的宽度是从小到大再到小，最大宽度仅为铁芯直径的0.565倍，大部分片宽小于铁芯直径的一半，铁芯框截面的叠片高度为最大片宽的1.7倍以上，这样的铁芯框截面使每个铁芯框的内外侧磁路相差很大，这将加大了铁芯框的平均磁路长。本技术采用四弧四线形截面与相同截面的圆形铁芯相比较，具有较好的磁性能。在铁芯截面不变时，铁芯片宽增大叠厚减小，铁轭长度减少，使铁芯框的磁路长度比立体圆形截面有大幅缩短，铁芯重量大幅降低。另一方面四弧四线形铁芯的叠厚降低，改善了铁芯内外层的磁通分布，随着四弧四线形截面长/短轴比例的增大其铁损附加系数也会逐步降低，因此四弧四线形铁芯在一定的长／短轴比例值的条件下，可以提高磁密，但铁损没有增加。若对变压器的铁芯和线圈进一步优化设计，选择适当长／短轴比例的四弧四线形截面变压器的制造成本与圆形截面相比，对于低能耗产品铜铁材料成本可降低10～15%以上。四弧四线形铁芯框截面也有利于加强非晶合金的涂漆固化和增强非晶合金的整体强度。中国专利技术专利ZL201310218155.8公开了一种打开式立体三角卷铁芯的结构，该专利公开的铁芯采用开口设计，能有效方便铁芯套装，但是还存在铁芯损耗较大的问题。

技术实现思路

[0005]本技术针对上述问题，提供一种三相立体铁芯，该铁芯采用的三角形立体布置的四弧四线形截面结构铁芯，由于四弧四线形截面的四个直线与三角形布置在相邻两线圈的相切线平行，互成120
º
夹角，使三相立体变压器铁芯和线圈的占空系数为最小，大大降低变压器的材料消耗。
[0006]按照本技术的技术方案：一种三相立体铁芯，包括三个结构相同的铁芯框，每个所述铁芯框均包括两个铁芯边柱，其特征在于：相邻两个铁芯边柱的结合面对合连接后，构成铁芯柱，以用于套装线圈；
[0007]所述铁芯柱长轴的两端分别设置长轴圆弧，铁芯柱短轴的两端分别设置短轴圆
弧，相邻的长轴圆弧与短轴圆弧之间通过直边相连接。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述直边与相对应的长轴圆弧、短轴圆弧相切连接。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述长轴圆弧的圆心角为120度，短轴圆弧的圆心角为60度。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述铁芯边柱由相互平行设置的多个硅钢片堆叠构成，硅钢片与长轴圆弧的其中一个端点与相临近的短轴圆弧的端点连线相平行。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述铁芯边柱对应于最短硅钢片一端形成工艺缺口。
[0012]本技术的技术效果在于：本技术产品结构简单合理巧妙，采用四弧四线形截面结构，由于采用上下两个60
º
大圆弧，左右两个120
º
小圆弧和四条直线连接而成的四弧四线形截面，长轴/短轴比的值可在1.0～1.8范围内任意选择，四弧四线形截面外周平滑圆润，在绕制线圈时很容易绕制，而且定型方便可靠。
附图说明
[0013]图1为本技术的剖面示意图。
[0014]图2为铁芯柱的剖面示意图。
[0015]图3为铁芯和线圈的组装示意图。
[0016]图4为本技术的立体图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步的说明。
[0018]图1~3中，包括铁芯框100、铁芯边柱110、长轴圆弧111、直边112、短轴圆弧113、工艺缺口114、线圈200、线圈300、箱体400等。
[0019]如图1~3所示，本技术是一种三相立体铁芯，包括三个结构相同的铁芯框100，每个所述铁芯框100均包括两个铁芯边柱110，相邻两个铁芯边柱110的结合面对合连接后，构成铁芯柱，以用于套装线圈300。铁芯柱的长轴两端分别标记为C、D,铁芯柱的短轴两端分别标记为A、B。
[0020]铁芯柱长轴的两端分别设置长轴圆弧111，铁芯柱短轴的两端分别设置短轴圆弧113，相邻的长轴圆弧111与短轴圆弧113之间通过直边112相连接。
[0021]直边112与相对应的长轴圆弧111、短轴圆弧113相切连接。
[0022]长轴圆弧111的圆心角为120度，短轴圆弧113的圆心角为60度。
[0023]铁芯边柱110由相互平行设置的多个硅钢片堆叠构成，硅钢片与长轴圆弧111的其中一个端点与相临近的短轴圆弧113的端点连线相平行，铁芯边柱110对应于最短硅钢片一端形成工艺缺口114。
[0024]如图1~3所示，定义长轴/短轴比K值，到达合理最优的电气性能和最好的性价比。采用本技术的四弧四线形截面结构可使相同性能要求的铁芯材料降低2个以上的材料等级，解决了目前国内外原材料生产GB20052—2020电力变压器能效限定值及能效等级标准中1级能耗标准的材料制造困难和性价比不高的问题。
[0025]本技术采用断轭式结构，使铁芯和线圈分体制造，可以克服闭合式圆形截面卷铁芯线圈需要在成型铁芯上绕制线圈的麻烦，缩小产品的工艺间隙和绝缘间距，可以采用分级绝缘和半油道等先进工艺制造变压器线圈，进一步降低产品成本，采用常规的变压器制造工艺便可进行批量生产。
[0026]本技术的四弧四线形截面既可适用于硅钢片材料的三相折叠式立体卷铁芯变压器，有也可适用于三相断轭式非晶合金卷铁芯变压器。由于四弧四线形截面铁芯框内侧第1底边M1=1.732*(k
‑
1)*a ，可见第1底边M1的长度与k值有关，一般优化设计的k值在1.3～1.6之间，可以大大增加铁芯内框的起始片宽，由于铁芯框内侧宽度的大幅增加，非晶合金铁芯截面形如金字塔状，经端面涂漆固化后，可以使非晶合金铁芯的强度大大增加，由于非晶合金铁芯的总体刚性和悬挂强度的大幅提高，可以解决非晶合金铁芯磁性能的为稳定性，并提高其磁性能。
[0027]本技术对三相立体油浸式变压器，环氧浇制和线绕干式变压器均适用。可使三相立体变压器可制造容量从几KVA到1万KVA以上的电力变压器产品均可生产制造。
[0028]如图1~3所示，本技术可采用铁基非晶合金带材和各种硅钢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相立体铁芯，包括三个结构相同的铁芯框（100），每个所述铁芯框（100）均包括两个铁芯边柱（110），其特征在于：相邻两个铁芯边柱（110）的结合面对合连接后，构成铁芯柱，以用于套装线圈（300）；所述铁芯柱长轴的两端分别设置长轴圆弧（111），铁芯柱短轴的两端分别设置短轴圆弧（113），相邻的长轴圆弧（111）与短轴圆弧（113）之间通过直边（112）相连接。2.如权利要求1所述的三相立体铁芯，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙毓祥，孙晖，
申请(专利权)人：孙毓祥，
类型：新型
国别省市：