[发明专利]用于制造变压器线圈的方法、模具与系统

说明书

技术领域

本发明大体上涉及变压器技术领域，并且更具体地说，涉及变压器与用于制造变压器线圈的方法、模具。

背景技术

三角形缠绕铁芯变压器具有多个益处，诸如低损失、降低的噪音等级、低重量、较小的浪涌电流、较小的占地面积、更多的可管理的外部磁辐射场以及在三相分配系统中的较低的第三谐频。

用于三相分配变压器的三角形缠绕铁芯通常地包括三个铁芯框架，这基本上是一组磁钢或类似的低磁阻材料的一个或多个环路。铁芯框架安装在一起使得当从上面观察时，线圈呈三角形的形式。图1示出了变压器100，其包括三角形缠绕铁芯101、低压(LV)线圈102以及高压(HV)线圈103。如图1中所示，变压器中的每个相都适配在单个铁芯支腿上，两个环路穿过该支腿。每个铁芯支腿都由配合在一起以形成竖直铁芯支腿的两个铁芯框架的一部分组成。闭合的铁芯环路助于三角形缠绕铁芯变压器的独特特性，但是不能打开环路以允许插入线圈。如此，每个相的高压线圈与低压线圈都必须绕在装配好的铁芯上。这不同于具有叠层铁芯的干式变压器的典型构造，其允许线圈与铁芯单独地装配，并且随后布置。

闭合环路三角形铁芯的当前技术包括使用用于高压线圈(参见图2)的长方形(或圆形)线绕组以及用于低压线圈的箔或线绕组。

对于高压绕组来说线绕组比箔盘绕组(参见图3)具有一些弊端，诸如较高的材料成本、较高的劳动力时间、在较高电压等级(例如在24kV和36kV等级)中的较高的局部放电问题等。

箔盘绕组因多种制造与设计优点而被广泛使用。然而，由于缺少绕线机与不清楚的绕线过程，未显示将其用于闭合环路三角形缠绕铁芯。

此外，由于三角形缠绕铁芯的全部磁环路闭合并且不能机械地打开以将完成的高压(HV)与低压(LV)线圈插入到每个铁芯支腿，因此全部三相HV和LV线圈都直接地绕在三角形铁芯支腿上，如图1中所示。

作为传统的模具结构，由于闭合铁芯环路几何形状，在绕线与铸造处理过程中，用于预浸材料箔绕组的LV模具与用于真空铸造线圈(VCC)线绕组或箔盘绕组的HV模具一起连接到侧齿轮。并且LV线圈在模具的端部需要足够空间以便在绕线过程中在此结合的模具结构中引出。因此，用于HV铸造线圈的竖直铸造处理通常用于三角形绕组线圈变压器。

尤其在HV线圈中，可在竖直铸造处理过程中发生导体滑动。导体滑动可能是在日常工厂测试和/或在现场操作过程中电介质故障的直接原因。

尤其在低的环境温度操作过程中，这里使用的竖直铸造与成型还可能改变线圈的形状，这可能导致不同的机械强度。由于在线圈设计上与水平成型的区别，因此需要用于竖直铸造单元的其它热冲击测试。水平成型的经验不能直接地应用于认证竖直成型。

发明内容

本发明的实施方式的目的中的一个是提供用于制造变压器线圈的方法、模具与系统，其避免或至少缓解了现有技术中的上述问题的至少一部分。

在本发明的一个方面中，提供了一种变压器，其包括：三角形缠绕铁芯；低压LV绕组；以及至少一个高压HV箔盘绕组。

在本发明的实施方式的一个中，至少一个HV箔盘绕组水平地铸造以形成HV线圈。

在本发明的一个方面中，提供了用于制造变压器线圈的方法，包括：提供高压HV内部模具组件；以及将至少一个HV箔盘绕组缠绕在HV内部模具组件上。

在本发明的实施方式的一个中，三角形缠绕铁芯设置在绕线机的绕线部分的轨道上，并且在缠绕箔盘绕组以后移动轨道使得三角形缠绕铁芯再定位到下一个箔盘绕组位置。

在本发明的实施方式的一个中，提供HV内部模具组件的步骤包括将HV内部模具组件连接到分别布置在三角形缠绕铁芯的顶部与底部位置处的侧齿轮。

在本发明的一个示例实施方式中，该方法还包括步骤：将HV外部模具组件连接到侧齿轮，其中所述HV外部模具组件具有跨越HV外部模具组件长度的顶部开口；以及通过顶部开口执行HV箔盘绕组的水平铸造。

在本发明的示例实施方式的一个中，分别在跨越HV外部模具组件长度的顶部开口的两个边缘上形成壁，并且在各侧齿轮上安装圆顶板，由此在HV外部模具组件的顶部开口上形成圆顶区域。

在本发明的实施方式的一个中，分别在跨越HV外部模具组件的长度的顶部开口的两个边缘上形成壁，并且一个或多个侧板组件安装在三角形缠绕铁芯周围以及在三角形缠绕铁芯的顶部和/或底部位置以覆盖HV内部模具组件与HV外部模具组件之间的空间，并且在各个侧板组件上安装圆顶板，由此在HV外部模具组件的顶部开口上形成圆顶区域。