用于变压器芯组件的拉板制造技术

提供了一种变压器芯组件，该变压器芯组件包括第一轭夹板(14)，用于夹持变压器芯(1)的第一轭(8)，以及第二轭夹板(16)，用于夹持变压器芯(1)的第二轭(10)。进一步，变压器芯组件包括形成拉板(20)的多个堆叠的片材。拉板具有第一端(22)和第二端(24)，其中第一端(22)连接到第一轭夹板(14)，以及第二端(24)连接到第二轭夹板(16)。使用堆叠的片材形成拉板(20)显著提高了适合用于制造拉板(20)的材料的可用性。例如，存在一类具有足够高的抗拉强度的高锰钢材料。料。料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于变压器芯组件的拉板


[0001]本专利技术涉及一种包括拉板(tie plate)的变压器芯组件，并且涉及一种与变压器芯组件一起使用的拉板。

技术介绍

[0002]变压器是将电能从一个电路传递到另一个电路或者传递到多个电路的无源电气设备。典型的变压器包括具有数个(例如三个)平行柱的铁磁芯，这些柱通常竖直定向，并且在第一或底部轭和第二或顶部轭之间延伸。线圈或绕组围绕柱缠绕。绕组中的任何一个绕组中的变化的电流在芯中产生变化的磁通量，这在围绕芯缠绕的任何其他绕组上感应出变化的电动势。
[0003]典型地，芯是由多个堆叠的芯片材制成的层压结构。变压器还包括：两个第一或底部轭夹板，用于从两个相对侧将芯片材夹持在形成底部轭的芯的区段内；以及两个第二或顶部轭夹板，用于将芯片材夹持在形成顶部轭的芯的区段内。
[0004]进一步，变压器包括被定位成靠近并平行于柱的长型拉板。通常拉板经由焊接连接固定，其一端被固定到底部轭夹板中的一个底部轭夹板上，并且其另一端被固定到顶部轭夹板中的一个底部轭夹板上。
[0005]拉板通常具有以下功能中的一个或多个功能：
[0006]·
当变压器组件被提升时(例如通过运输变压器组件的起重机)，承受由芯和绕组的重量引起的轴向力，即平行于柱的延伸部的力。起重机的吊钩通常连接到顶部轭夹板上。
[0007]·
在变压器组件的寿命内，绕组必须保持牢固地轴向压缩。为此，在绕组块的顶部和
[0008]底部处安装了压环。这些压环分别抵靠顶部夹板和底部夹板。绕组压缩力的反作用力必须由拉板承受。
[0009]·
在网络中的电短路期间，绕组中产生非常高的脉动电磁力，该电磁力倾向于进一步
[0010]压缩绕组。在装配时产生的由压环实现的上述预压缩应确保上下绕组端部与压环保持接触。这种力也必须由拉板承受。
[0011]拉板通常应消耗绕组内部可用横截面的最小值。因此，拉板通常由高强度磁钢制成。这种材料相对便宜并显示出适当的强度。然而，变压器越来越频繁地被暴露于非交流电流，即直流电流，例如通过增加使用电力电子设备，这可能导致直流偏磁(direct current bias magnetization)，这又导致磁变压器芯的饱和。因此，过量的磁通量被推入磁性拉板，在该拉板中，其引起过度的涡流加热。这尤其降低了变压器组件的效率，并且附加地需要增加的冷却。
[0012]在大多数非磁性钢仅具有磁性高强度钢的机械强度的大约一半的范围内，简单地使用非磁性钢代替磁性钢来制造拉板是不利的。因此，与磁性高强度钢制成的拉板相比，这种非磁性钢拉板需要具有显著增大的厚度以便获得一定程度的机械强度。而且，非磁性钢
通常比磁性钢更昂贵。
[0013]通常可以通过非磁性奥氏体钢的加工硬化(冷变形)来增大机械强度。然而，用于将这种材料制成的拉板附接到轭夹板上的焊接工艺可以至少局部地在机械方面弱化该材料。
[0014]此外，碳或玻璃纤维材料具有足够的抗拉强度(tensile strength)，但伸长率过大。
[0015]因此，需要一种改进的变压器芯组件和一种与变压器芯组件一起使用的改进的拉板。
[0016]该目的通过独立权利要求实现。从属权利要求涉及优选实施例。本公开的附加或替代性方面贯穿本说明书进行阐述。

技术实现思路

[0017]根据本公开，提供了一种变压器芯组件，该变压器芯组件包括第一轭夹板，用于夹持变压器芯的第一轭，以及第二轭夹板，用于夹持变压器芯的第二轭。进一步，变压器芯组件包括形成拉板的多个堆叠的片材。该拉板具有第一端和第二端，其中第一端连接到第一轭夹板，以及第二端连接到第二轭夹板。
[0018]使用堆叠的片材形成拉板显著提高了拉板的质量。不论在所得到的拉板的机械性能方面还是其生产方面，由多个堆叠的片材构建拉板均已经被证明是有利的。
[0019]而且，用于制造拉板的合适材料的可用性增加。例如，存在一类具有足够高的抗拉强度高锰钢材料，其已被证明是特别合适的。而且，这种材料可以在仅适度降低抗拉强度的情况下进行焊接。此外，这种材料相对便宜。然而，拉板通常具有在12至15mm之间的的厚度，并且很难以通常用于变压器芯组件的相关(相对较小)量获得该厚度范围内的高锰钢材料。但在线圈市场上很容易获得更薄规格的这种材料(在几毫米以内)。因此，使用相应规格的堆叠的片材形成拉板允许以适中的成本提供具有足够抗拉强度的拉板，从而显示出改进的可生产性。
[0020]各种实施例可以实现以下特征：
[0021]堆叠的片材中的至少一个片材可以是非磁性成分。如上所概述，变压器可能暴露于非交流电流，从而导致直流偏磁，这又导致变压器磁芯的饱和。多余的磁通量由此被推入磁性拉板，在该拉板中，其引起过度的涡流加热。这尤其降低了变压器组件的效率，并且附加地需要增加的冷却。因此，使用非磁性成分制造堆叠的片材中的至少一个片材允许提高变压器芯组件的有效性。
[0022]非磁性成分可以是高锰钢。上面已经指出了锰钢的优点。
[0023]可替代性，非磁性成分可以是例如奥氏体钢，尤其是加工硬化的奥氏体钢。这种材料通常容易获得、是非磁性的，并且显示出足够的抗拉强度。
[0024]“《先进高强度钢指南第5.0版》，世界汽车用钢联盟，2014年5月”中描述了几种钢材料的抗拉强度范围和伸长率范围。考虑到以上概述的拉板的功能，用于制造拉板的材料应该具有高抗拉强度和低伸长率。已经发现，其中描述的所谓的“第三代先进高强度钢”(3
rd GEN AHSS)(即具有从大约800Mpa及以上和高达2000Mpa及以上的抗拉强度，同时具有例如大约在5％和39％之间的低伸长率的钢)可以用作制造片材的材料(新一代和当前一代)。这
些钢的特征在于其高锰含量，例如15％至30％。
[0025]这些片材的厚度可以在0.5mm和6mm之间，例如在1mm和4mm之间。
[0026]这些片材可以通过多个焊点和/或多个螺栓相互连接。与焊缝等相反，焊点被证明是有利的，因为焊接的不利影响因此被减小到最小。可替代地或附加地，这些片材可以例如通过粘合剂彼此连接。这种连接可以是耐用的，或者仅用于片材的相对固定，以允许制造穿过片材的孔，如下文所述。
[0027]拉板可以具有在10mm和20mm之间，例如在12mm和15mm之间的厚度。
[0028]拉板可以包括多个孔，该多个孔被配置成用于定位例如以螺栓或销形式的附接构件，该附接构件用于(i)将拉板附接到第一轭夹板和第二轭夹板和/或(ii)用于将多个片材彼此附接以形成拉板。以这种方式，不需要通过焊接工艺将拉板附接到夹板上，该焊接工艺可能会弱化拉板在焊接区域周围的材料，从而导致抗拉强度降低。使用具有用于接触相对应的孔的内侧的光滑圆柱表面的螺栓或销是有利的，因为这允许特别好的负荷传递。因此，例如，没有螺纹的螺栓可以用作附接构件，或者仅在端部区域处具有螺纹的螺栓(该端部区域不是被设计为定位在孔内或打算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变压器芯组件，包括：第一轭夹板(14)，用于夹持变压器芯(8)的第一轭；第二轭夹板(16)，用于夹持所述变压器芯(10)的第二轭；以及形成拉板(20)的多个堆叠的片材(30)，所述拉板(20)具有第一端(22)和第二端(24)，其中所述第一端(22)连接到所述第一轭夹板(14)，以及所述第二端(24)连接到所述第二轭夹板(16)。2.根据权利要求1所述的变压器芯组件，其中所述堆叠的片材(30)中的至少一个片材是非磁性成分。3.根据权利要求2所述的变压器芯组件，其中所述非磁性成分是高锰钢或奥氏体钢。4.根据前述权利要求中任一项所述的变压器芯组件，其中所述堆叠的片材(30)具有在0.5mm和6mm之间的厚度。5.根据前述权利要求中任一项所述的变压器芯组件，其中所述拉板(20)具有在10mm和20mm之间的厚度。6.根据前述权利要求中任一项所述的变压器芯组件，其中所述堆叠的片材(30)通过多个焊点和/或多个螺栓相互连接。7.根据前述权利要求中任一项所述的变压器芯组件，其中所述拉板(20)包括多个孔(26)，所述多个孔被配置用于定位附接构件，所述附接构件用于(i)将所述拉板(20)附接到所述第一轭夹板和第二轭夹板(14；16)和/或(ii)用于将所述多个片材彼此附接以形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：