[发明专利]变压器叠铁心及其制备方法

说明书

一种变压器叠铁心，包括有分别位于左、右、中的柱和位于上、下的轭，铁心的柱截面和轭截面为由长方形和若干级梯形组成的多边形，所述长方形位于多边形的中间，所述各级梯形位于长方形长边的两侧，且各侧的梯形的底边依次相接后与长方形的长边相接；其特征在于：所述柱截面和轭截面中相邻两级梯形的相邻底边长度不同，且越靠近长方形的梯形的底边长度越大；且所述轭截面的面积大于柱截面的面积。本发明还公开了上述变压器叠铁心的制备方法。与现有技术相比，本发明的叠铁心填充率较高、功率损耗较低，且制备过程中能减少梯形硅钢片条的更换次数，进而提高了生产效率，降低了成本。

技术领域

本发明属于变压器零部件技术领域，具体涉及一种变压器叠铁心及其制备方法。

背景技术

目前，变压器铁心结构分为叠片式和卷绕式，叠片式变压器铁心是由多级不同宽度的硅钢片叠积而成，其铁心柱或轭的轮廓截面为由若干级长方形组成的台阶式圆形(如图1所示)、台阶式长圆形或台阶式椭圆形结构。如申请号为CN00212756.3的实用新型专利《一种配电变压器》(授权公告号为CN2431630Y)、申请号为CN201420803446.3的实用新型专利《一种新型三相五柱式大容量变压器的铁心结构》(授权公告号为CN204257346U)公开的变压器的铁心结构均为叠片式。

在现有变压器的设计中，铁心的截面如何设计是一个很重要的环节，关系到整个变压器的使用效果及生产成本。为此申请号为CN201110000854.6的发明专利《电力变压器铁心柱截面的优化设计方法》(授权公告号为CN102208274B)通过编程求解最优铁心截面的设计，解放了人工求解，提高了计算速度，却没有从结构上对铁心截面进行实质性改进，未达到理想的填充系数。

叠片式铁心的截面由于是台阶式结构，一般至少需要7级台阶才能使线圈内铁心的填充率达到使用要求。如此，加工时需要剪切7～18种规格的硅钢片，叠片时当一种规格的硅钢片叠积完后，需要更换另一种规格的硅钢片进行叠积，如此循环反复作业，直至所有的硅钢片均叠积完而制得铁心。制得的铁心的截面系数只有90.5～93％，填充率低；且在制备过程中需要不断地更换硅钢片，导致生产效率低。

为克服上述缺陷，申请号为CN201710981565.6的发明专利申请《一种提高铁芯填充率的铁芯结构及其剪切、装配方法》(申请公布号为CN107658110A)采用多级梯形组成多边形铁心截面，有效提高铁心的填充率，降低了铁心成本，但是根据其描述“芯柱截面或轭截面中相邻两级梯形的相邻底边长度相同”并结合实施例的描述，本领域技术人员可知该铁芯的制造过程是采用一张梯形硅钢片仅剪切一个柱或轭的铁心截面，这样剪切一级梯形的两个边柱、中柱、上下铁轭需要更换5张梯形片才能完成，导致制造效率低，不能满足自动剪切及叠台的需要。特别是现在随着自动化铁心生产设备的陆续采用，在设备上更换硅钢片的时间会是剪切时间的几倍以上，若硅钢片规格较多，则会有大把的时间浪费在更换硅钢片上，进而大大降低了自动化设备的生产效率。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种填充率较高、功率损耗较低的变压器叠铁心。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述变压器叠铁心的制备方法，以减少梯形硅钢片条的更换次数，进而提高生产效率，降低成本。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种变压器叠铁心，包括有分别位于左、右、中的柱和位于上、下的轭，铁心的柱截面和轭截面为由长方形和若干级梯形组成的多边形，所述长方形位于多边形的中间，所述各级梯形位于长方形长边的两侧，且各侧的梯形的底边依次相接后与长方形的长边相接；其特征在于：所述柱截面和轭截面中相邻两级梯形的相邻底边长度不同，且越靠近长方形的梯形的底边长度越大；且所述轭截面的面积大于柱截面的面积。

为了进一步提高填充率，降低损耗，所述铁心的柱截面或/和轭截面优选为圆或长圆或椭圆的内接多边形。

所述铁心优选为三相三柱式结构。