[发明专利]节能立体卷铁芯变压器

说明书

技术领域

本发明是涉及一种变压器，特别是涉及一种节能立体卷铁芯变压器。

背景技术

目前文体卷变压器的铁芯基本上是采用截面为圆形的铁芯变压器，这种铁芯截面为圆形的立体铁芯变压器，机械性能较好，但是在材料上有较大的浪费。

发明内容

本发明的目的就是提供一种通过节约变压器的铜铁实现节能的节能立体卷铁芯变压器。

本发明的解决方案是这样的：绕组是绕在芯柱上，绕制成立体卷铁芯变压器，所述的芯柱的截面为椭圆形或长圆形。

采用上述技术方案后，与传统圆形截面相比，本发明的优点是：

1.     椭圆形铁芯的整个高度和宽度都比圆形铁芯小，从而减小了铁损。(图4)是两种铁芯芯柱比较。(图5)是两种铁芯的轭长比较。从图中可以看出，椭圆形铁芯的铁轭中心和柱中心的距离都缩短了Hc，整个铁芯的高度和宽度也减小了Ht，这就缩短了磁通的回路。

2.椭圆或长圆的铁芯实为将圆形铁芯分为两个半圆如(图6)，在中间增加了2R×δ的矩形铁芯。这样铁芯可将中间矩形的厚度δ作适度的调整来改变铁芯的截面积，而同时绕组的周长只会有少许增加。当保证圆形截面和长圆形截面相当时，只要δ＞0，就可以缩短2R的长度，就可以缩短铁轭长度，从而节约硅钢片。

在铁芯截面为圆形时，铁芯截面积要增大，外围周长必然有增量2πΔR，因所有外圆定长组成的几何图中圆形的为最大面积，而又有两点间距离最短的是直线距离，两半圆形所围成的面积为最大面积，而中间2RXδ的矩形部分对外围圆周增量Δ2（Rπ+δ）的直线长度，2R的长度并没有增加。

例如：ΦD=210mm，At=325.4cm??；外圆周长L=π210=659.7mm；采用长圆铁芯时ΦD=160mm，矩形部分2R=160mm，δ=85.4mm；矩形部分At=188.8cm??，总截面At=325.4cm??，外围L=160π+2δ=673.4mm。

对两种方案进行比较，铁芯有效截面相当，绕组用铜量相当，但铁芯ΦD=210mm与ΦD=160mm相比两者相差50mm，这就是说M0可缩小50mm，铁芯重量相应减小48kg。那么在绕组相同的匝数时，铁芯的空载损耗就会减小。即在相同的空载损耗下，长圆铁芯的绕组匝数就可以相应减少，从而节约了铜材。

长圆铁芯在应用中若确定ΦD后，由设计需要而对中间的矩形部分的厚度δ作适当的调整，以满足铁芯截面对电磁设计的要求。在圆形铁芯的调整时需调整ΦD的大小，造成绕组铜材的增加幅度要大于长圆只增加δ的幅度。

在附图7中，可以看到，相同的铁轭长度，当铁芯截面为圆形时（如附图7中的虚线圆），中心三角变小，若使其放下相同辐向的线圈，则需要扩大中心三角，即拉长铁轭长度，而长圆铁芯只需调整δ的厚度，就可以使中心三角扩大，无需加长铁轭长度。

由此可见，采用长圆形铁芯能节约可观的硅钢片和铜线等材料的重量。

重量表比较

附图说明

附图用于说明本发明的实施例。

附图1是本发明的铁芯部分结构示意图。

附图2是附图1的左视图。

附图3是附图1的俯视图。

附图4是圆形芯柱与长圆形芯柱在相同HO下高度的比较示意图。

附图5是圆形铁轭与长圆形铁轭在MO相同下长度的比较示意图。

附图6是本发明中长圆形铁芯的定义示意图。

附图7是相同铁轭长度下长圆形铁芯与圆形铁芯的比较示意图。

附图8是本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明，包括有绕组1、铁轭2和芯柱3，绕组1是绕在芯柱3上，绕制成立体卷铁芯变压器，所述的芯柱3的截面为椭圆形或长圆形。

所述的椭圆形立体卷芯柱的椭圆长轴与短轴之比为：长轴：短轴＞1。

所述截面为长圆形芯柱是指两端为半径为R的圆弧与中间为2R×δ的矩形连接而成的截面，如附图6所示。

长圆长轴：短轴＝（2R×δ）：2R＝1.55～1.65时最经济。