CN104981882B - 用于制造堆叠式三角形芯体变压器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于制造堆叠式三角形芯体变压器的方法。该方法用于利用用于芯体变压器的堆叠技术而生产配电和功率变压器。该方法包括组装三角形芯体(1)的步骤，其包括以下步骤：a)将一个支脚的两个半部(2a)在组装台上定位在水平位置；b)利用转接器的上部部分(16b)将定位的半部固定在组装台上；c)在支脚半部(2a)的一个末端处将外部夹梁(6)定位在两个支脚半部(2a)下面；d)将轭架部段(3)组装在芯体支脚(2)的两个半部(2a)的一个末端处；e)形成框架(5)的第一夹具；f)在芯体支脚(2)的两个半部(2a)的另一末端处通过重复步骤“c”至“e”而形成框架(5)的第二夹具；g)通过固定装置将第一夹具和第二夹具上紧在一起；h)使单个芯体框架(5)旋转至竖直位置并释放组装台的固定棒(17)；i)通过重复步骤“a”–“h”组装两个额外的单个芯体框架(5)；j)将所有三个单个芯体框架(5)定位在毗连位置，然后在框架的底部和顶部将它们以机械的方式上紧。
Description
技术领域
本发明涉及用于制造堆叠式三角形芯体变压器的方法。该方法应用于配电和功率变压器的生产，其利用了用于芯体变压器的堆叠技术。
背景技术
在配电和功率变压器的设计中，三角形芯体概念的应用获得了日益增加的兴趣。据称，同平面芯体相比，三角形芯体变压器需要较少的芯体材料。其还受益于更小的占地面积和完全对称的结构，这带来了某些电气优势。如果变压器芯体是以绕组技术来实现的，那么无负载损耗的水平得到额外地降低。然而，三角形芯体的生产并不容易，因为同平面芯体相比，其设计更为复杂。因为所有三个芯体柱空间地定位在3D空间中，而非类似于普通的变压器芯体在一个平面中，所以生产变得更加困难。应涉及的专门的制造工艺还需要专用的，因而昂贵的工具。
制造具有堆叠式三角形芯体结构的三相变压器的方法是从专利申请WO2005/027155中获悉的。所推荐的方法包括如下步骤：
a) 从薄片材料中切割出具有预定尺寸的梯形形状的叠片；
b) 堆叠所述梯形形状的叠片以形成三个矩形框架的四个边，从而获得具有底部轭架、顶部轭架和三个竖直芯柱的三角形芯体结构，竖直芯柱将底部轭架和顶部轭架的三个顶点连接起来；
c) 利用底部夹具夹紧底部轭架；
d) 除去顶部轭架并引入三个绕组线圈，其包括穿过各个竖直芯柱的初级绕组和次级绕组；
e) 放置顶部轭架，并利用顶部夹具夹紧顶部轭架，并通过系杆夹紧底部夹具和顶部夹具，从而获得具有三角形芯体结构的变压器。
在推荐的方法中，关于利用底部夹具夹紧底部轭架的步骤“c”是在三个矩形框架定位成一个三角形芯体结构之后完成的，这是必须利用专用工具来执行的，专用工具具有用于将三个矩形框架定位在竖直位置的专用装置。在没有任何特别的临时的保护装置或任何类似工具的条件下不可能保持由三个竖直矩形框架形成的结构，这些保护装置或类似工具用于将叠片制成的这三个框架保持在竖直位置。所以为了这个目的需要额外的装置，其可能是昂贵且耗费人力的。
在本申请人所提交的欧洲专利申请EP12182169.8中提出了用于制造堆叠式三角形变压器的方法。该方法包括以下步骤：
a) 提供三个支脚，其包括堆叠式叠片，其中各个变压器支脚在横截面平面中包括两个支脚半部，
b) 将线圈绕组缠绕在支脚上，
c) 将三个支脚与轭架部件连接起来，由此定位支脚，使得在与中心变压器芯体轴线垂直的横截面平面中，对于各个支脚，堆叠式叠片定向在径向方向上，并且各个支脚半部具有多个外部转角，其面向相应的另一支脚的相对应的支脚半部，并且对于各个半部，所述多个外部转角位于直线上，在横向公差ΔA范围内，
d) 将变压器芯体放置到变压器箱上。
在推荐的专利申请中，三个支脚与六个轭架连接在一起，使得两个支脚均通过两个轭架部段而彼此连接在一起，轭架部段放置在支脚的相反末端上并形成单个框架。这种框架具有夹梁形式的夹紧结构，其将轭架部段和支脚半部上紧在一起。推荐的三角形变压器可以典型的方式，利用使变压器芯体定位的典型工具进行组装，其仅从一侧进行夹紧-从而为各个支脚引入三个绕组线圈，然后从支脚的另一侧夹紧支脚。然而，因为这种变压器具有可采用三个独立框架形式进行制造的结构，框架具有两个支脚的两个半部和将这些支脚的半部连接起来的两个轭架，所以可以新的方式利用组装变压器部件的典型工具来制造堆叠式三角形变压器。
所以本发明的主题是制造变压器的方法，该变压器具有专利申请EP12182169.8中所推荐的形式。
发明内容
用于制造堆叠式三角形变压器的本发明的方法包括组装三角形芯体，释放三角形芯体的顶部处的夹梁和轭架部段并将它们临时放到外面，将线圈绕组定位在三个开放的芯体支脚上，组装轭架部段并通过顶部夹梁和固定装置而上紧它们，并将变压器芯体放置到变压器箱上的步骤，方法的本质是组装三角形芯体的步骤包括以下步骤：
a) 利用转接器的下部部分将一个支脚的两个半部在组装台的底板上定位在水平位置，以便在一个支脚的两个半部之间保持恰当的角度，
b) 利用转接器的上部部分和放置在钢条上的固定棒而固定所定位的半部，
c) 在支脚半部的一个末端处将外部夹梁定位两个支脚半部下面，
d) 将轭架部段组装在芯体支脚的两个半部的一个末端处，其中轭架部段与芯体支脚的两个相反的半部的末端的形状相匹配，
e) 将内部夹梁定位在轭架部段和芯体支脚的两个半部的表面上，并将夹梁上紧在一起，从而形成框架的第一夹具，
f) 通过重复步骤“c”至“e”在芯体支脚的两个半部的另一末端形成框架的第二夹具，
g) 通过固定装置将第一夹具和第二夹具上紧在一起，
h) 使单个芯体框架旋转至竖直位置，并释放组装台的固定棒，或者首先释放组装台的固定棒，然后将单个芯体框架升高至竖直位置。
i) 通过重复步骤“a”–“h”组装两个额外的单个芯体框架，
j) 将所有三个单个芯体框架定位在毗连位置，然后在框架的底部和顶部将它们以机械的方式上紧。
在将外部夹梁和内部夹梁上紧在一起期间，优选使用固定螺钉。
在将第一夹具和第二夹具上紧在一起期间，夹紧的固定装置优选具有夹紧固定带的形式。
备选地，在将第一夹具与单个框架的第二夹具以机械的方式上紧期间，可使用拧入到相对的加强件中的钢条。
在以机械的方式上紧所有三个单个芯体框架期间，优选使用框架固定螺钉。
固定转接器优选适合于具有以圆的方式弯曲角度120°的弧的形式的轭架的形状。
备选地，固定转接器适合于弯曲而形成V-形形状的轭架的形状。
在将三个芯体框架组装成一个三角形芯体期间，在自身毗连的所有内部夹梁之间优选保留任何空隙。
所提出的方法通过将原来的组装工艺分成三个相同的但更简单得多的操作而简化了芯体组装过程，在该组装工艺中组装了三个单个框架。最后，所有三个框架被固定在一起，形成三角形芯体的完整结构。单个框架包括两个支脚部段和两个轭架部段，其可利用标准的方法论和工具以典型的方式制造而成，因而不需要特别的生产工具。此外，组装工人不需要具备新型变压器芯体的生产经验，因为可应用典型的平面芯体的组装步骤。此外，这种组装方式有利于减少吞吐时间，因为所有三个芯体框架可同时进行生产。同样工厂后勤也更简单得多，因为单个芯体框架可在组装操作之间进行独立地输送。
附图说明
在等距视图的附图中，在典型实施例中描绘了本发明，其中图1呈现了具有线圈绕组的三相变压器芯体，其中绕组部分被省略了，以显示绕组内部的芯体部分，图2是单个芯体框架，图3是组装台及单个芯体框架的柱部段，图4是组装台及单个芯体框架的柱部段和外部夹梁，图5是组装台及在第一支脚的末端处具有轭架部段的单个芯体框架，图6是组装台及在第一支脚的末端具有内部夹梁的单个芯体框架，图7是组装台及在支脚的两端具有内部夹梁的单个芯体框架。
具体实施方式
变压器的有源部分由三角形芯体1以及三个线圈绕组4组成，三角形芯体1包括三个芯体支脚2和六个轭架部段3，线圈绕组4定位在各个芯体支脚上。各个支脚包含两个对称的半部2a，其在垂直于支脚横截面的平面中是镜像的。给定支脚的单个半部2a分别通过两个轭架部段3，在支脚的顶部和底部与第二支脚的单个半部2a连接在一起，从而构成单个芯体框架5。轭架部段3具有以120°角度弯曲的弧形形状。轭架部段3可以V-形形状或类似于V-形形状的形式来实现，其在图片中未显示。各个芯体框架通过沿着轭架部段3放置的外部夹梁6和内部夹梁7而以机械的方式固定。外部夹梁6可装备在至少一个加强件8中，加强件8具有平直金属板的形式或图片中未显示的其它形式。单个芯体框架5的内部夹梁7和外部夹梁6通过固定装置，优选夹紧螺钉9和/或夹紧带10而上紧在一起，其缠绕在轭架部段3周围，从而形成单个芯体框架5的第一夹具和第二夹具，其放置在框架5的两个相反末端上，并通过框架带11而固定在一起。在芯体设计的其它方案中，两个相对夹具，即第一夹具和第二夹具的固定可通过钢条来实现，钢条被拧入至相对的加强件8中，其在图中未显示。为了使作用在堆叠式轭架部段上的夹紧力均匀分布，在外部夹梁6和所述轭架部段3之间提供了稳定插件12，其通常具有木箱的形式。三个芯体框架在支脚的横截面平面中形成三角形状，并且它们通过专用的固定装置，优选框架螺钉13而连接在一起。芯体框架5的元件：支脚2和轭架部段3由钢叠片制成，钢叠片事先被切割成梯形形状并堆叠在一起。变压器芯体框架的组装工艺利用组装台进行管理，组装台包括具有立杆5的底板14，在立杆5上面放置了两个固定转接器16，其具有下部部分16a和上部部分16b，设计为用于在组装期间夹紧并固定支脚半部2a。固定转接器16的形状和定向容许在芯体框架5中的支脚半部之间保持恰当的角度，该角度为120°。固定转接器16的顶部部分16b被固定棒17上紧，固定棒17平行于所述转接器的外表面。
用于制造堆叠式三角形芯体变压器的方法在于将三个单个芯体框架5组装成一个物体，其具有三个芯体支脚2和六个轭架部段3。为各个芯体支脚2添加线圈绕组4之后，就实现了三角形芯体1。为了添加所有绕组4，首先应释放三角形芯体1的顶部处的夹梁6和7以及轭架部段3，并临时从变压器芯体1拿出来，从而使芯体支脚开放。其次，线圈绕组4应定位在开放的芯体支脚2上，并且应将夹梁和轭架部段放置在其之前位置。在夹梁和轭架部段上紧到一起之后，将变压器的有源部分放置到图中未显示的变压器箱中。
为了组装单个芯体框架5，需要上面典型的实施例中所推荐的组装台。为了组装单个芯体框架5执行以下步骤。
步骤a) 利用下面转接器16a将一个支脚的两个半部2a定位在组装台的底板14上的水平位置，从而在一个支脚2的两个半部2a之间保持120°的恰当角度。
步骤b) 利用转接器16b的上部部分和固定棒17将定位的半部固定。
步骤c) 在支脚半部2a的一个末端(图4)利用图中未显示的额外的支撑板将外部夹梁6定位在两个支脚半部2a的下面。
步骤d) 组装轭架部段3，其与芯体支脚的两个相对的半部2a的末端形状匹配(图5)。
步骤e) 见内部夹梁7定位在轭架部段3的表面上，并通过夹梁6和7将芯体支脚2的两个半部2a上紧在一起，从而形成第一夹具。为了上紧夹梁6和7，可使用夹紧固定螺钉9(图6)。
步骤f) 在突出于底板14之外的支脚半部2a的第二末端处将外部夹梁6定位在两个支脚半部2a的下面，并对这两个支脚半部的另一末端重复步骤d)至e)，从而形成第二夹具(图7)。
步骤g) 通过具有框架固定带11形式的固定装置将位于两个支脚半部2a的两端的第一夹具和第二夹具上紧在一起，并组装单个芯体框架5。
步骤h) 使单个芯体框架5旋转到竖直位置，然后释放组装台的固定棒17。在这个步骤中，首先可释放组装台的固定棒17，之后将单个芯体5框架升高到竖直位置。
步骤i) 通过重复步骤“a”–“h”组装接下来的两个单个芯体框架。
步骤j) 使所有三个单个芯体框架5定位成使得在平面图中，各个内部夹梁7毗连另外两个内部夹梁7，然后在框架的底部和顶部通过框架固定螺钉13以机械的方式上紧芯体框架。在将三个芯体框架5上紧成一个三角形芯体期间，在自身毗连的所有内部夹梁7的表面之间可能存在空隙，因为这些表面没有彼此精确地粘接在一起。该空隙将优选通过紧密连接来消除。
图中标号：
1 三角形芯体
2 芯体支脚
2a芯体支脚半部
3 轭架部段
4-线圈绕组
5 单个芯体框架
6 外部夹梁
7 内部夹梁
8 加强件
9 夹紧固定螺钉
10 夹紧固定带
11 框架固定带
12 稳定插件
13 框架固定螺钉
14 底板
15 立杆
16 固定转接器
6a 转接器的下部部分
16b 转接器的上部部分
17 固定棒。
Claims (8)
1.一种用于利用组装台制造堆叠式三角形变压器的方法，所述堆叠式三角形变压器具有三个支脚(2)，其包括堆叠式叠片，其中各个支脚的横截面平面具有两个支脚半部(2a)并且具有六个轭架部段(3)，所述组装台具有底板(14)、固定转接器(16)和固定棒(17)，其中所述方法包括以下步骤：组装三角形芯体(1)，释放所述三角形芯体(1)的顶部处的夹梁(6,7)和轭架部段(3)并将它们从所述变压器芯体(1)中临时拿出，将线圈绕组(4)定位在三个开放的芯体支脚(2)上，组装顶部轭架部段(3)并通过顶部夹梁(6,7)和固定装置上紧它们，以及将所述变压器芯体(1)放置到变压器箱上，其特征在于，组装三角形芯体(1)的步骤包括以下步骤：
a) 利用转接器的下部部分(16a)将一个支脚的两个半部(2a)在所述组装台的底板(14)上定位在水平位置，以便在所述一个支脚(2)的两个半部(2a)之间保持恰当的角度，
b) 利用转接器的上部部分(16b)和放置在所述固定转接器(16)上的固定棒(17)而固定所定位的半部，
c) 在支脚半部(2a)的一个末端将外部夹梁(6)定位在两个支脚半部(2a)的下面，
d) 将所述轭架部段(3)组装在所述芯体支脚(2)的两个半部(2a)的一个末端处，其中所述轭架部段与所述芯体支脚的两个相反的半部(2a)的末端的形状相匹配，
e) 将内部夹梁(7)定位在所述轭架部段(3)和所述芯体支脚(2)的两个半部(2a)的表面上，并将所述夹梁(6)和(7)上紧在一起，从而形成框架(5)的第一夹具，
f) 通过重复步骤“c”至“e”在所述芯体支脚(2)的两个半部(2a)的另一末端处形成所述框架(5)的第二夹具，
g) 通过固定装置将所述第一夹具和所述第二夹具上紧在一起，
h) 使单个芯体框架(5)旋转至竖直位置，并释放所述组装台的固定棒(17)，或者首先释放所述组装台的固定棒(17)，然后将单个芯体框架(5)升高至竖直位置，
i) 通过重复步骤“a”–“h”组装两个额外的单个芯体框架(5)，
j) 将所有三个单个芯体框架(5)定位在毗连位置，然后在所述框架的底部和顶部将它们以机械的方式上紧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于将所述外部夹梁(6)和所述内部夹梁(7)上紧在一起的步骤e)中使用了夹紧固定螺钉(9)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于将所述第一夹具和所述第二夹具上紧在一起的步骤g)中，固定装置具有夹紧固定带(10)的形式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于将所述第一夹具与单个框架(5)的第二夹具以机械的方式上紧的步骤g)中，其是通过拧入到相对的加强件(8)中的钢条来实现的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用于以机械的方式上紧所有三个单个芯体框架(5)的步骤j)中使用了框架固定螺钉(13)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤d)中，所述固定转接器(16)适合于具有以120°的角度弧形弯曲的形式的轭架部段(3)的形状。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤d)中，所述固定转接器(16)适合于具有带120°角度的V形形状的轭架部段(3)的形状。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤“f”中，在将三个芯体框架(5)组装成一个三角形芯体期间，在自身毗连的所有内部夹梁(7)之间保留了任何空隙。
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