CN102290201A - 一种非晶合金立体三相变压器铁芯 - Google Patents

一种非晶合金立体三相变压器铁芯 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种非晶合金立体三相变压器铁芯，包括一三相铁芯、三个单相铁芯罩及六个铁轭内盖。三相铁芯是由三个呈闭合的矩形框的单相铁芯按照等边三角形的结构拼接而成，三个单相铁芯分别是由不同宽度的非晶合金带卷绕而成的，并使左右铁芯柱和上下铁轭的横截面呈上底与腰相等且下底等于两倍上底的等腰梯形；三相铁芯的三个铁芯柱分别是由两个单相铁芯的铁芯柱以其横截面的下底互相贴合的方式胶接而成，使三相铁芯的三个铁芯柱的横截面呈等边六边形；三个单相铁芯罩一一地配罩在三个单相铁芯外，使三相铁芯的三个铁芯柱均被封装在铁芯柱壳内；六个铁轭内盖一一地与铁轭罩连接，使三相铁芯的三个上下铁轭被封装在铁轭壳内。

Description

一种非晶合金立体三相变压器铁芯
技术领域
本发明涉及一种非晶合金立体三相变压器铁芯。
背景技术
目前制造变压器铁芯的材料主要有硅钢片和非晶合金。非晶合金是采用快速急冷凝固生产工艺，其物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，更利于被磁化和去磁。这种材料用于制作变压器铁芯，使变压器的磁化过程非常容易，可以大大降低变压器的空载损耗，因此非晶合金是一种更节能的材料。
然而，目前非晶合金带材主要依赖进口，并且带材的宽度尺寸规格很少，只有142cm、170cm及213cm三种，无法满足不同容量铁芯的要求，又，非晶合金比硅钢片薄很多，脆很多，且硬度几乎是硅钢带的五倍，我国现有的设备根本无法切割非晶合金带材，所以制成的铁芯截面形状只能是矩形一种，不能呈圆形或多边形。因此对于不同容量的铁芯需要不同截面时，往往只能通过改变铁芯截面的矩形形状的厚度尺寸来实现，目前各种容量的铁芯的横截面矩形的最大的长宽比已达到4。众所周知，同样截面积的形状中圆的周长最小，矩形的周长较大，而且矩形的长宽比越大周长就越大，而周长越大会使变压器线圈的平均匝长拉大，不但浪费宝贵的铜，而且会增加变压器的负载损耗和变压器的温升。
由于铁芯的截面是矩形不能呈圆形，因此线圈形状也只能是矩形而不能是圆形，无法带铁芯卷绕，因此铁芯只能做成开口式，而开口式铁芯的开口部位材料要经过多次折弯，特别是经过退火后的折弯，会增加材料的应力，使铁芯的性能下降，空载损耗上升。另外，开口式铁芯的开口部位的对接处若存在空隙并且拼合不够紧密的话，噪声要比同容量的闭口式铁芯的噪声大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种非晶合金立体三相变压器铁芯，它具有容量大、体积小、重量轻、损耗小及三相电流平衡的特点。
实现上述目的的技术方案是：一种非晶合金立体三相变压器铁芯，包括一三相铁芯、三个单相铁芯罩及六个铁轭内盖，其中，
所述三相铁芯是由三个形状与尺寸均相同的单相铁芯拼接而成，每个单相铁芯是由左右铁芯柱和上下铁轭构成并呈闭合的矩形框，该三个单相铁芯按照等边三角形的结构将三相铁芯拼装成一立体三角形结构；
所述三个单相铁芯分别是由不同宽度的非晶合金带卷绕而成的，并使所述左右铁芯柱和上下铁轭的横截面呈上底与腰相等且下底等于两倍上底的等腰梯形；
所述三相铁芯的三个铁芯柱分别是由两个单相铁芯的铁芯柱以其横截面的下底互相贴合的方式胶接而成并分别位于一个等边三角形的三个角上，使所述三相铁芯的三个铁芯柱的横截面呈等边六边形；
所述三个单相铁芯罩的形状与尺寸均相同，每个单相铁芯罩由左右芯柱罩和上下铁轭罩构成，并呈与所述单相铁芯适配的闭合的矩形框，所述左右铁芯柱罩和上下铁轭罩的横截面均为一与所述单相铁芯的铁芯柱的横截面适配且下底开口的空心等腰梯形；所述三个单相铁芯罩一一地配罩在三个单相铁芯外，并且两个单相铁芯罩的铁芯柱罩以其横截面的下底互相贴合的方式焊接而成为封闭的横截面呈空心等边六边形的铁芯柱壳，使所述三相铁芯的三个铁芯柱均被封装在所述铁芯柱壳内；
所述六个铁轭内盖的形状与尺寸均相同，每个铁轭内盖为一等腰梯形板，该梯形板的腰等于所述铁轭罩的横截面的下底，该梯形板的上底等于所述铁轭罩的长度，该梯形板的下底等于所述铁轭罩的长度加上所述铁轭罩横截面的下底，所述六个铁轭内盖一一地与所述铁轭罩连接，使所述三相铁芯的三个上铁轭和三个下铁轭被封装在由所述铁轭内盖和所述铁轭罩拼装成的铁轭壳内。
上述的非晶合金立体三相变压器铁芯，其中，所述三个单相铁芯的铁芯柱的等腰梯形横截面的下底的延长线均通过一个等边三角形的中心。
上述的非晶合金立体三相变压器铁芯，其中，所述单相铁芯罩和所述铁轭内盖的材料均为铝合金。
本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的技术方案，由三个呈闭口矩形框的单相铁芯按照等边三角形的结构拼装成一立体三角形结构，该三个单相铁芯由不同宽度的非晶合金带卷绕而成的，使单相铁芯的左右铁芯柱和上下铁轭的横截面呈呈上底与腰相等且下底等于两倍上底的等腰梯形的矩形框结构的，拼装好的三相变压器铁芯的三个铁芯柱的横截面呈等边六边形(外接圆形)。该三相变压器铁芯不切割，无接缝和间隙，从根本上消除了漏磁，减小了磁阻，降低了铁损和噪声；本发明的三相变压器铁芯磁路完全相等，全部对称，克服了以往铁芯因磁路不相同造成的三相电流不平衡的缺点。本发明的三相变压器铁芯还具有容量大、体积小、重量轻、损耗小的特点。
附图说明
图1为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的透视图；
图2为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯中三相铁芯的透视图
图3为拼装本发明的三相变压器铁芯的单相铁芯的平面图；
图4为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯中三相铁芯的三个铁芯柱的断面图；
图5为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的中单相铁芯罩的正面方向的透视图；
图6为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的中单相铁芯罩的背面方向的透视图；
图7为本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的中铁轭内盖的平面图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1，本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯，包括一三相铁芯1、三个单相铁芯罩2及六个铁轭内盖3，其中：
再请参阅图2至图4，三相铁芯1是由三个形状与尺寸均相同的单相铁芯10拼接而成，每个单相铁芯分别由左右铁芯柱101和上下铁轭102构成并呈闭合的矩形框，该三个单相铁芯10按照等边三角形的结构将三相铁芯1拼装成一立体三角形结构；三个单相铁芯10分别是由不同宽度的非晶合金带卷绕而成的并使左右铁芯柱101和上下铁轭102的横截面呈上底与腰相等且下底等于两倍上底的等腰梯形(外接半圆形)；
该三相铁芯1的三个铁芯柱11分别是由两个单相铁芯10的铁芯柱101以其横截面的下底互相贴合的方式胶接而成并分别位于一个等边三角形的三个角上，使三相铁芯1的三个铁芯柱11的横截面呈等边六边形(外接圆形)，并使三个单相铁芯10的铁芯柱101的等腰梯形横截面下底的延长线均通过一个等边三角形的中心O。
再请参阅图5和图6，三个单相铁芯罩2的形状与尺寸均相同，每个单相铁芯罩2由左右芯柱罩21和上下铁轭罩22构成，并呈与单相铁芯1适配的闭合的矩形框，左右铁芯柱罩21和上下铁轭罩22的横截面均为一与单相铁芯1的铁芯柱11的横截面适配且下底开口的空心等腰梯形；三个单相铁芯罩2一一地配罩在三个单相铁芯10外，并且两个单相铁芯罩2的铁芯柱罩21以其横截面的下底互相贴合的方式焊接而成为封闭的横截面呈空心等边六边形(外接圆形)的铁芯柱壳，使三相铁芯1的三个铁芯柱11均被封装在铁芯柱壳内；
再请参阅图7，六个铁轭内盖3的形状与尺寸均相同，每个铁轭内盖3为一等腰梯形板，该梯形板的腰等于铁轭罩22的横截面下底，该梯形板的上底等于铁轭罩22的长度，该梯形板的下底等于铁轭罩22的长度加上铁轭罩横截面下底；六个铁轭内盖3一一地与铁轭罩22焊接连接，使三相铁芯1的三个上、下铁轭12被封装在由铁轭内盖3和铁轭罩22拼装成的横截面呈等要梯形的铁轭壳内。
单相铁芯罩2和铁轭内盖3的材料均为铝合金。
铁芯柱壳和铁轭壳可以隔绝三相铁芯1与外界的空气接触，防止三相铁芯1受外界空气腐蚀。
本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯为闭口式铁芯，不切割，无接缝和间隙，从根本上消除了漏磁，减小了磁阻，降低了铁损和噪声；由于本发明的三相变压器铁芯的铁芯柱11是由两个单相铁芯10的铁芯柱101的等腰梯形横截面下底拼装而成的，使三相变压器铁芯1的铁芯柱11的横截面呈等边六边形(外接圆形)，单相铁芯10的铁芯柱101的等腰梯形横截面的下底相当于外接圆形的直径，单相铁芯10的铁芯柱101的等腰梯形横截面的下底等于两倍上底，即为单相铁芯卷绕料带的两倍宽度，因此具有容量大、体积小、重量轻、损耗小的特点。该三相变压器铁芯磁路完全相等，全部对称，克服了以往铁芯因磁路不相同造成的三相电流不平衡的缺点。另外由于本发明的非晶合金立体三相变压器铁芯的铁芯柱的横截面呈等边六边形，接近圆形，所以可以带铁芯卷绕线圈。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (3)

1.一种非晶合金立体三相变压器铁芯，包括一三相铁芯、三个单相铁芯罩及六个铁轭内盖，其特征在于，
所述三相铁芯是由三个形状与尺寸均相同的单相铁芯拼接而成，每个单相铁芯是由左右铁芯柱和上下铁轭构成并呈闭合的矩形框，该三个单相铁芯按照等边三角形的结构将三相铁芯拼装成一立体三角形结构；
所述三个单相铁芯分别是由不同宽度的非晶合金带卷绕而成的，并使所述左右铁芯柱和上下铁轭的横截面呈上底与腰相等且下底等于两倍上底的等腰梯形；
所述三相铁芯的三个铁芯柱分别是由两个单相铁芯的铁芯柱以其横截面的下底互相贴合的方式胶接而成并分别位于一个等边三角形的三个角上，使所述三相铁芯的三个铁芯柱的横截面呈等边六边形；
所述三个单相铁芯罩的形状与尺寸均相同，每个单相铁芯罩由左右芯柱罩和上下铁轭罩构成，并呈与所述单相铁芯适配的闭合的矩形框，所述左右铁芯柱罩和上下铁轭罩的横截面均为一与所述单相铁芯的铁芯柱的横截面适配且下底开口的空心等腰梯形；所述三个单相铁芯罩一一地配罩在三个单相铁芯外，并且两个单相铁芯罩的铁芯柱罩以其横截面的下底互相贴合的方式焊接而成为封闭的横截面呈空心等边六边形的铁芯柱壳，使所述三相铁芯的三个铁芯柱均被封装在所述铁芯柱壳内；
所述六个铁轭内盖的形状与尺寸均相同，每个铁轭内盖为一等腰梯形板，该梯形板的腰等于所述铁轭罩的横截面的下底，该梯形板的上底等于所述铁轭罩的长度，该梯形板的下底等于所述铁轭罩的长度加上所述铁轭罩横截面的下底，所述六个铁轭内盖一一地与所述铁轭罩连接，使所述三相铁芯的三个上铁轭和三个下铁轭被封装在由所述铁轭内盖和所述铁轭罩拼装成的铁轭壳内。
2.根据权利要求1所述的非晶合金立体三相变压器铁芯，其特征在于，所述三个单相铁芯的铁芯柱的等腰梯形横截面的下底的延长线均通过一个等边三角形的中心。
3.根据权利要求1所述的非晶合金立体三相变压器铁芯，其特征在于，所述单相铁芯罩和所述铁轭内盖的材料均为铝合金。
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