[发明专利]一种一体化卷绕成型的立体变压器铁芯

说明书

本发明涉及一种一体化卷绕成型的立体变压器铁芯，由长条状硅钢片通过卷绕机连续卷绕成型，成型后的立体变压器铁芯包括三根铁芯柱及分别设于三根铁芯柱顶部和底部的两个对称铁芯轭，每一根铁芯柱横截面为圆内接正多边形，三根铁芯柱以横截面中心为正三角形顶点的结构设置，铁芯轭的截面为半椭圆形的圆环状，所述长条状硅钢片由数控冲剪机冲剪而成。与现有技术相比，本发明具有工艺简化，提高加工效率，更容易实现三相磁回路的平衡，激磁电流小、谐波含量低、运行效率高等优点。

技术领域

本发明涉及三相变压器铁芯结构和制造技术领域，尤其是涉及一种一体化卷绕成型的立体变压器铁芯。

背景技术

目前，三相变压器的铁芯大多采用平面三相三柱式或平面三相五柱式结构，铁芯柱和铁芯轭位于同一平面内。平面三相三柱式结构存在三相磁路的不对称，导致激磁电流大、谐波含量高、效率低；平面三相五柱式结构增加两个旁轭实现三相磁路的平衡，材料用量增大，仅适用于少量巨型变压器。

随着技术的发展出现了立体三相变压器铁芯，60年代我国曾经试制过立体渐开线式变压器，铁芯轭采用带状硅钢片卷绕制成，铁芯柱采用渐开线形状的硅钢片插合压装制成，然而铁芯轭和铁芯柱之间磁阻大，激磁电流大并且制造工艺复杂，因此尚未在生产中获得实际应用。

变压器铁芯制造工艺分为叠片插入式和卷绕式。叠片插入式制造工艺成熟，如专利ZL01205470.4提出的立体三相变压器铁芯采用叠片插入式制造工艺，该工艺首先制造三个独立的铁芯柱、铁芯轭插接在一起的铁芯，然后将三个独立铁芯通过铁芯柱两两拼接而成，然而这种工艺生产效率较低，且该铁芯由于磁阻大极易导致激磁电流大、谐波含量高、效率低等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种一体化卷绕成型的立体变压器铁芯。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种一体化卷绕成型的立体变压器铁芯，由一根长条状硅钢片通过卷绕机连续卷绕一体成型，长条状硅钢片由数控冲剪机冲剪而成。通过卷绕机连续卷绕成型后的立体变压器铁芯包括三根铁芯柱及分别设于三根铁芯柱顶部和底部的两个对称铁芯轭，三根铁芯柱以横截面中心为正三角形顶点的结构设置，每一根铁芯柱的横截面为圆内接正多边形结构。所述铁芯轭的截面为半椭圆形的圆环状结构，具体地，所述铁芯轭为半环状体结构，铁芯轭的截面一侧为半椭圆面的内接多边形，另一侧为平直直线。

进一步地，所述长条状硅钢片包括硅钢片本体和穿透硅钢片本体上的多个铁芯窗口，每三个铁芯窗口等间隔设置作为一组，各组铁芯窗口之间互联为一体，三个铁芯窗口与相应的硅钢片本体用于卷绕一层变压器铁芯，长条状硅钢片卷绕后，铁芯窗口形成变压器窗口，硅钢片本体形成铁芯柱和铁芯轭。所述铁芯窗口为矩形口结构。

进一步地，矩形口结构的铁芯窗口的顶部与硅钢片本体的顶部之间的高度对应所述铁芯轭的高度，同组相邻铁芯窗口之间的宽度对应所述铁芯柱的宽度，铁芯窗口的高度对应变压器窗口高度，铁芯窗口的宽度对应变压器窗口宽度，铁芯柱的宽度、铁芯轭的高度、铁芯窗口的宽度尺寸呈分段线性比例变化，分段的总数为奇数，铁芯窗口的高度尺寸保持不变。铁芯柱的宽度、铁芯轭的宽度、铁芯窗口的宽度尺寸呈分段线性比例根据横截面为圆内接正多边形的铁芯柱计算，冲剪过程中协同调整。

进一步地，铁芯轭的高度、铁芯柱的宽度先分段线性增大，再分段线性减小，中间段为最大尺寸，线性增大的段数等于线性减小的段数，同一层铁芯轭的高度为铁芯柱的宽度的0.577倍。

经冲剪卷绕制成的变压器铁芯经过退火处理、绝缘处理后安装绕组。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：