CN105655108A - 穿绕硅钢带磁芯的电力变压器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，适用于30至1600kVA容量范围，至少包括一个绕组-磁芯模块和绝缘支承装置;该模块又包括至少俩绕组组件；每一绕组组件各自包括共中轴线地套叠在一起的、由玻璃纤维绝缘铜线分别缠绕在内、外层瓷骨架上构成的内、外层绕组；各绕组组件内腔的中心轴线首尾连接呈环形，定位在专用机床上，所述内腔塞入硅钢带、穿绕形成磁芯，各内、外层绕组便包覆在穿绕磁芯外周；经750℃至800℃整体退火后再浸渍阻燃绝缘漆、烘干，制得绕组-磁芯模块，装上绝缘支承装置便是穿绕磁芯变压器。在材质类似的情况下，相比现有技术裁剪叠片磁芯变压器，材料和工时都大幅节省，变电效率提高；且体积、重量更小，铁芯漏磁和运行噪音也更轻微。

Description

穿绕硅钢带磁芯的电力变压器及其制作方法
技术领域
本发明涉及30至1600kVA（千伏安）中等容量的单、三相电力变压器及其制作方法，尤其涉及先制作绕组、将其置于专用机床上穿绕硅钢带构成磁芯，再实施750℃至800℃整体退火的工艺方法。
背景技术
现有技术电力变压器，无论是油浸的抑或是干式的，都必须裁剪或冲压诸多尺寸的硅钢片，将它们叠合成为横断面包络线是圆形的柱体，再组装成为铁芯结构。工序繁多、复杂，材料浪费也不少，而且制成的变压器漏磁大，变电效率低。
长期以来，人们一直都在努力寻求一种新的电力变压器结构和工艺方法，但是成果有限。现有技术已经在生产的高效率电力变压器有多种形式，包括非晶铁芯变压器和R型变压器等。
非晶铁芯变压器的铁损值低但体积大，铁芯制作工艺麻烦，退火后变脆，抗机械冲击性能差，性价比低，难以推广。
R型变压器结构紧凑，占地面积小，布局合理、磁路优化、损耗低，节电效果显著，但是其生产工艺复杂、成本高，并且不能完全避免产生边角余料的缺点。
本申请人/发明人在十多年前提出了一款名称为“变压器卷绕磁心绕制方法及专用机床”的中国发明专利，于2001年7月4日获授权公告，公告号为CN1068134C。所述专利公开了变压器穿绕硅钢带磁芯专用机床结构的技术方案，以及这种穿绕硅钢带磁芯变压器的基本构造。这款专利公开的技术明显简化了硅钢片材料的加工步骤，节约了原材料并大大提高了劳动生产率，产品变压器的性能也有很大提高。但是所述专利并没有公开该项技术用于电力变压器制造的具体工艺步骤，以及这种穿绕硅钢带磁芯的单相和三相电力变压器的具体实施例。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术高性能变压器生产工艺复杂、成本高的不足之处，而提出一种生产工艺简单又成本低廉的高性能穿绕磁芯电力变压器结构及其制作方法。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是一种穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，适用于30至1600kVA容量范围，至少包括一个绕组-磁芯模块和用于将其安装固定的绝缘支承装置;所述绕组-磁芯模块包括至少两个绕组组件；每一绕组组件包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组；每个内、外层绕组包括内、外层瓷骨架，以及分别缠绕在内、外层瓷骨架上的材质为玻璃纤维绝缘铜线的内、外层线圈；所述内、外层绕组的横断面中央部位空腔呈近似矩形，用于容置穿绕的硅钢带以及让所述俩绕组套叠；所述绕组-磁芯模块由各该绕组组件的中心轴线首尾连接呈环形定位在专用机床上，从相邻俩绕组组件之间的间隙塞入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔而构成各该绕组组件共同的磁芯；各绕组组件和由硅钢带穿绕成的环形磁芯共同组成绕组-磁芯模块；而且在该绕组-磁芯模块的外表面和其内诸缝隙中，还牢固地包覆和吸附有一层经整体退火和真空浸渍而形成的绝缘漆膜；各该绕组-磁芯模块的内、外层线圈各自分别以互相串联、并联或混联的方式电连接，分别用作为一次侧、二次侧线圈，或反之；所述绕组-磁芯模块上设置有用于分别同一次侧电网和二次侧电网电连接的输入接线装置和输出接线装置；安装固定于绝缘支承装置上的只有一个绕组-磁芯模块，就是单相电力变压器；安装固定于绝缘支承装置上的有三个绕组-磁芯模块，且各该绕组-磁芯模块的内层或外层线圈用作一次侧即高电压侧的，相互做星形或三角形连接，那就是三相电力变压器。
所述绕组-磁芯模块包括3至4个绕组组件，各该绕组组件的中心轴线首尾连接呈环形，它们共同拥有同一个穿绕硅钢带的环形磁芯；各该外层绕组的外层线圈相互串联、并联或混联，用做高电压的一次侧线圈；各该内层绕组的内层线圈相互串联、并联或混联，或各自分别输出、独立供电，用做较低电压的二次侧线圈；如此安排是为了获得较好的磁耦合。
所述内、外层瓷骨架的两端部分别有环绕其外表面径向突起并轴向延伸的、各自的突楞；所述内层绕组借助其自身的突楞卡接在外层绕组内的空腔中;所述各内、外层绕组分别通过各自的瓷骨架突楞互相嵌合固定。
所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器还包括置于所述绕组-磁芯模块中心轴线部位、用于各外层绕组之间绝缘的中心隔件，该中心隔件以其中央圆柱形通孔中心轴线为对称轴，均匀分布有至少俩隔片，所述各隔片嵌入相邻俩互相电连接的、用于高压侧的俩外层绕组之间，以提高其间的电绝缘强度。
所述内、外层瓷骨架各自的内外环面上，等间隔地设置有用于方便缠绕内、外层线圈的、径向突起并轴向延伸的内、外层瓷骨架隔板。
所述绝缘支承装置还包括与绕组组件数量相同的一组电工瓷材质的单相立柱和上下两块环形枕木；所述环形枕木上设有与绕组组件数量相同的用于同单相立柱固定连接的固定隔板，所述各绕组组件嵌置于上下两块所述环形枕木的各固定隔板之间；所述单相立柱上设置有用于同输入、输出接线装置连接的单相立柱连接耳。
所述绝缘支承装置还包括与绕组组件数量相同的一组电工瓷材质的三相立柱和四块环形枕木；所述环形枕木上设有与绕组组件数量相同的用于同三相立柱固定连接的固定隔板；所述四块环形枕木两两之间各嵌置有一个绕组-磁芯模块所用的各绕组组件；所述绕组组件嵌置于上下两块所述环形枕木的各固定隔板之间；所述各三相立柱上设置有用于同输入、输出接线装置连接的三相立柱连接耳。
所述各内层绕组通过钎焊跨接在内层瓷骨架边沿之间的连接铜片互相电连接；所述各外层绕组通过紧固件跨接在外层瓷骨架边沿之间的连接线互相电连接。
所述输入接线装置包括用于高压输入电线绝缘的瓷瓶；所述输出接线装置包括位于内层绕组端部用于同内层线圈连接的连接槽、在连接槽和外部输出铜排之间使用连接铜排进行电连接。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案还可以是一种用于电力变压器的绕组-磁芯模块，包括至少两个绕组组件；每个绕组组件包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组；每个内、外层绕组分别包括各自的内、外层瓷骨架，以及分别缠绕在各自瓷骨架上的、材质为玻璃纤维绝缘铜线的内、外层线圈；所述内、外层绕组的横断面中央部位空腔呈近似矩形，用于容置穿绕的硅钢带以及让所述俩绕组套叠；所述绕组-磁芯模块由各该绕组组件的中轴线首尾连接呈环形定位在专用机床上，从相邻俩绕组组件之间的间隙塞入硅钢带自动穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔而构成各该绕组组件共同的磁芯；各绕组组件和由硅钢带穿绕成的环形磁芯共同组成绕组-磁芯模块；而且在该绕组-磁芯模块的外表面和其内诸缝隙中，还牢固地包覆和吸附有一层经整体退火和真空浸渍而形成的绝缘漆膜；各该内、外层线圈分别互相以串联、并联或混联的方式电连接，用作为一、二次侧线圈或反之；所述绕组-磁芯模块上设置有分别用于同一次侧、二次侧电网电连接的输入接线装置和输出接线装置。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案还可以是一种制作所述穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，包括以下步骤：步骤A：在所述各内、外层瓷骨架上分别缠绕内、外层线圈制成各内、外层绕组；所述各内、外层线圈均由包覆或缠绕有无纬玻璃丝带的绝缘铜导线卷绕而成;步骤B：将所述各内层绕组分别共轴线地塞入各外层绕组内，制成绕组组件，再由至少两个绕组组件置于穿绕硅钢带专用机床上，以各该绕组组件的中心轴线首尾连接呈环形定位于其上，从相邻俩绕组组件之间的间隙塞入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔而构成各该绕组组件共同的磁芯。
在实施了所述步骤B之后还有步骤C：由所述共同的磁芯穿绕在一起的各绕组组件，包括它们的内、外层瓷骨架及其上缠绕的内、外层线圈一同投入退火炉内做调质处理12至24小时，退火温度750℃～800℃，以消除硅钢带在穿绕过程中积累内应力而对其导磁率造成的影响。
在实施了步骤C之后还有步骤D：经步骤C退火后的所述由共同的磁芯穿绕在一起的各绕组组件，俟其冷却到5℃～40℃的环境温度时，将其整体放入真空容器中浸渍绝缘漆30分钟至5小时，取出烘干，制成待用的绕组-磁芯模块
在实施了步骤D之后还有步骤E：经步骤D浸渍了绝缘漆的一个绕组-磁芯模块安装固定在由两块环形枕木和四个电工瓷材质的单相立柱组成的绝缘支承装置上组成一单相电力变压器。
在实施了步骤D之后还有步骤F：经步骤D浸渍了绝缘漆的三个绕组-磁芯模块分层安装固定在由四块环形枕木和四个电工瓷材质的三相立柱组成的绝缘支承装置上；并且各该绕组-磁芯模块的内层或外层线圈各自分别做星形或三角形连接，组成三相电力变压器。
同现有技术相比较，本发明的有益效果是：1、由于穿绕磁芯的磁化方向完全与硅钢片的轧制方向一致，且磁芯层间没有搭头接槰，磁路各处的磁通分布均匀，没有明显的高阻区、没有接缝处磁通密度的畸变现象；在材质相同的前提下，穿绕式磁芯与叠片式磁芯相比，可令磁芯损耗和漏磁都明显降低；2、穿绕磁芯的电力变压器工作磁通密度设计合理，在专用机床上穿绕的硅钢带极为致密，不会产生如叠片式磁芯那样因磁路不连续和叠压欠紧密而发出噪音，几乎达到环保静音状态，最适合室内和居民小区使用；3、穿绕硅钢带磁芯经高温退火处理，不仅消除了硅钢带因弯曲而产生的内应力，而且细化了硅钢带内的磁畴，提高了硅钢带二次再结晶能力，使硅钢带的磁性能大大优于其出厂时的水平；4、由于硅钢带本身的电阻率较大，且各层硅钢带之间涂覆有绝缘漆或通过热处理生成有氧化绝缘层，从而把涡流限制在各层薄片内，使涡流损耗大为减少，变压器本身发热量就很低了；5、变压器各绕组均匀分布包覆在环形磁芯各弧段，全部二次侧、一次侧线圈都充当散热体，可与外部做充分的热交换。
附图说明
图1是本发明穿绕硅钢带磁芯的电力变压器优选实施例之绕组-磁芯模块100移除部分绕组组件120后的轴测投影示意图；
图2是所述优选实施例之绕组-磁芯模块100移除磁芯150后各绕组组件120组合状态的轴测投影结构示意图；
图3是图2的正投影俯视结构示意图；
图4是图2移除内、外层线圈125、126后的横断面轴测投影结构示意图；
图5是单个绕组组件120在移除内、外层线圈125、126后的组合状态轴测投影结构示意图；
图6是图5的正投影俯视结构示意图；
图7是单个外层瓷骨架124的轴测投影结构示意图；
图8是图7的正投影俯视结构示意图；
图9是单个内层瓷骨架123的轴测投影结构示意图；
图10是图9的正投影俯视结构示意图；
图11是中心隔件140的轴测投影结构示意图；
图12是各外层绕组122之间互相连接关系的轴测投影示意图；
图13是各内层绕组121之间互相连接关系的轴测投影示意图；
图14是内层线圈125和低压输出铜排196的连接关系示意图，图中省略了内层瓷骨架123；
图15是外部输出铜排196和连接铜排192连接关系示意图，图中连接槽191处于分离状态；
图16是环形枕木470轴测投影结构示意图；
图17是单相立柱460的轴测投影结构示意图；
图18是单相变压器移除各内、外层绕组121、122保留穿绕磁芯150的轴测投影结构示意图；
图19是单相变压器的轴测投影结构示意图；
图20是图19的俯视结构示意图；
图21是三相变压器的三相立柱480和环形枕木470组合状态的轴测投影结构示意图；
图22是三相变压器的轴测投影结构示意图。
具体实施方式
以下结合各附图对本发明的实施方式做进一步详述。
如图1至11所示本发明的绕组-磁芯模块100的优选实施例中，包括至少两个绕组组件120；每个绕组组件120包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组121、122；每个内、外层绕组121、122包括内、外层瓷骨架123、124，以及分别缠绕在内、外层瓷骨架123、124上的材质为玻璃纤维绝缘铜线的内、外层线圈125、126；所述内、外层绕组121、122的横断面中央部位空腔131、132呈近似矩形，用于容置穿绕的硅钢带以及让所述俩绕组121、122套叠；所述绕组-磁芯模块100由各该绕组组件120的中心轴线首尾连接呈环形定位在专用机床上，从相邻俩绕组组件120之间的间隙塞入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔131而构成各该绕组组件120共同的磁芯150；各绕组组件120和由硅钢带穿绕成的环形磁芯150共同组成绕组-磁芯模块100；而且在该绕组-磁芯模块100的外表面和其内诸缝隙中，还牢固地包覆和吸附有一层经整体退火和真空浸渍而形成的绝缘漆膜；各该绕组-磁芯模块100内、外层线圈125、126各自分别以互相串联、并联或混联的方式电连接，分别用作为一次侧、二次侧线圈，或反之；所述绕组-磁芯模块100上设置有用于分别同一次侧电网和二次侧电网电连接的输入接线装置180和输出接线装置190。
在专用机床上从相邻俩绕组组件120之间的间隙塞入硅钢带穿绕成磁芯150的工艺过程，可以采用本申请人/发明人的中国发明专利CN1068134C“变压器卷绕磁心的绕制方法及专用机床”公开的技术方案。
如图1至11所示，所述内、外层绕组121、122分别为次级绕组和初级绕组，或分别为初级绕组和次级绕组。可以根据变压器的具体设计需要将内、外层绕组121、122设置成需要的初级或次级线圈，如考虑到在高压到低压变换时次级线圈的散热需求，可以将外层线圈设置成次级线圈。再如考虑到高压到低压变换时的高磁路耦合需求可以将外层线圈设置成初级线圈。即各内、外层线圈125、126可以分别用作为一次侧线圈或二次侧线圈；各内、外层线圈125、126也可以分别用作为二次侧线圈或一次侧线圈。
初级绕组和次级绕组与内层和外层线圈的对应关系应实际应用需求不同而不同，在一些优选实施例中，可将380或220伏特的低压端线圈设置为内层线圈，如11000伏特的高压端线圈设置为外层线圈；这样在高压转换成低压的变压器应用中，低压端即次级线圈放置在内层，紧紧围绕磁芯，磁感应强度，磁通应用更好，其磁感应耦合更好，电力输出更稳定。
如图12和13所示，各内、外层线圈125、126互相串联；当然各内层线圈125也可以互相以并联或串并混联的方式电连接；各外层线圈126也可以互相并联或串并混联的方式电连接。所述绕组-磁芯模块100上设置有用于分别同一次侧电网和二次侧电网连接的输入接线装置180和输出接线装置190。所述各内层绕组121通过钎焊跨接在内层瓷骨架边沿127之间的连接铜片137互相电连接；所述各外层绕组122通过紧固件跨接在外层瓷骨架边沿128之间的连接线138互相电连接。
如图16至20所示，安装固定于绝缘支承装置400上的只有一个绕组-磁芯模块100，就是单相电力变压器。所述绝缘支承装置400还包括与绕组组件120数量相同的一组电工瓷材质的单相立柱460和上下两块环形枕木470；所述环形枕木470上设有与绕组组件120数量相同的用于同单相立柱460固定连接的固定隔板477，所述各绕组组件120嵌置于上下两块所述环形枕木470的各固定隔板477之间；所述单相立柱460上设置有用于同输入、输出接线装置180、190连接的单相立柱连接耳467。
如图21至22所示，安装固定于绝缘支承装置400上的有三个绕组-磁芯模块100，且各该绕组-磁芯模块100的内层或外层线圈125、126相互做星形或三角形连接，那就是三相电力变压器。各内层线圈125相互做星形或三角形连接可以用作一次侧即高电压侧的，也可以用作二次侧即低电压侧的；各外层线圈126相互做星形或三角形连接可以用作一次侧即高电压侧的，也可以用作二次侧即低电压侧的；所述绝缘支承装置400还包括与绕组组件120数量相同的一组电工瓷材质的三相立柱480和四块环形枕木470；所述环形枕木470上设有与绕组组件120数量相同的用于同三相立柱480固定连接的固定隔板477；所述四块环形枕木470两两之间各嵌置有一个绕组-磁芯模块100所用的各绕组组件120；所述绕组组件120嵌置于上下两块所述环形枕木470的各固定隔板477之间；所述各三相立柱480上设置有用于同输入、输出接线装置180，190连接的三相立柱连接耳487。
如图1至4所示，所述绕组-磁芯模块100包括4个绕组组件120，各该绕组组件120的中轴线首尾连接呈环形定位布置，它们共同拥有同一个穿绕硅钢带的环形磁芯150；各该外层绕组122的外层线圈126相互串联、并联或混联，用做高电压的一次侧线圈；各该内层绕组121的内层线圈125相互串联、并联或混联后，或各自分别输出、独立供电，用做较低电压的二次侧线圈，以便获得较高的磁耦合系数。当然所述绕组-磁芯模块100也可以包括3、5、6个绕组组件120；绕组的数量可以根据实际变压器的大小需求灵活调整和组合，也可以是7至8个甚至更多的绕组组件120。
如图1至4所示，所述内、外层瓷骨架123、124的两端分别有环绕其端面突起的内、外层瓷骨架边沿127、128；所述内层绕组121通过内层瓷骨架边沿127卡接在外层绕组122的外层绕组空腔132内;所述各内、外层绕组121、122分别通过内、外层瓷骨架边沿127、128互相连接。
如图1至4及图11所示，还包括置于所述绕组-磁芯模块100中心用于各外层绕组122间绝缘的中心隔件140，所述中心隔件140以其中间的圆柱形通孔148轴心为中心均匀分布有至少两个隔片147，所述各隔片147嵌入两两连接的外层瓷骨架124之间的间隙中隔离绝缘各外层绕组122。
如图7至10所示，所述内、外层瓷骨架123、124的内外侧间隔设置有用于方便缠绕内、外层线圈125、126的突起的内、外层瓷骨架隔板135、136。
如图12所示，所述输入接线装置180包括用于高压输入电线绝缘的瓷瓶184。
如图13至15所示，所述输出接线装置190包括用于同内层线圈125连接的连接槽191、在连接槽191和外部输出铜排196之间使用连接铜排192进行电连接。
一种制作穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，包括以下步骤A：在所述各内、外层瓷骨架123、124上分别缠绕内、外层线圈125，126制成各内、外层绕组121、122；所述各内、外层线圈125、126均为包覆或缠绕有无纬玻璃丝带的绝缘铜导线穿绕而成;步骤B：将所述各内层绕组121分别共轴线地塞入各外层绕组122内，制成绕组组件120，再由至少两个绕组组件120置于穿绕硅钢带专用机床上，以各该绕组组件120的中轴线首尾连接呈环形定位布置，从相邻俩绕组组件120之间的间隙穿入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔131而构成各该绕组组件120共同的磁芯150。
在实施了所述步骤B之后还有步骤C：由所述共同的磁芯150穿绕在一起的各绕组组件120，包括它们的内、外层瓷骨架123、124及其上缠绕的缠绕内、外层线圈125、126一同投入退火炉内做调质处理12至24小时，退火温度750℃～800℃，以消除硅钢带因在穿绕过程中积累了内应力而对其导磁率造成的影响。上述步骤的退火温度还可以是700℃～1000℃之间的其他温度，如850℃和900℃。
在实施了步骤C之后还有步骤D：经步骤C退火后的所述由共同的磁芯150穿绕在一起的各绕组组件120，俟其冷却到5℃～40℃的环境温度时，在真空中浸渍液态绝缘漆0.5至5小时，取出烘干，制成待用的绕组-磁芯模块100。
在实施了步骤D之后还有步骤E：经步骤D浸渍有绝缘漆的一个绕组-磁芯模块100安装固定在由两块环形枕木470和四个电工瓷材质的单相立柱460组成的绝缘支承装置400上组成一单相电力变压器。
在实施了步骤D之后还有步骤F：经步骤D浸渍有绝缘漆的三个绕组-磁芯模块100安装固定在由四块环形枕木470和四个电工瓷材质的三相立柱480组成的绝缘支承装置400上；并且各该绕组-磁芯模块100的内层或外层线圈125、126相互做星形或三角形连接，组成三相电力变压器。
穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，适用于30至1600千伏安容量范围，至少包括一个绕组-磁芯模块和绝缘支承装置；绕组-磁芯模块包括至少两个绕组组件；该绕组组件包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组；内、外层瓷骨架上分别缠绕玻璃纤维绝缘铜线形成内、外层绕组；各绕组组件的中轴线首尾连接呈环形定位布置，其内穿入硅钢带穿绕形成磁芯；使得各内、外层绕组共轴心套接并包覆在圆环状穿绕磁芯外周形成绕组-磁芯模块；进行750℃～800℃高温退火后制得绕组-磁芯模块，装上绝缘支承装置制得穿绕磁心变压器。在材质相同的前提下，相对现有技术中叠片式磁芯变压器变电效率提高；且体积、重量更小，铁芯无漏磁、运行无噪音。
本发明的穿绕磁芯变压器与同功率传统的非穿绕磁芯结构变压器相比，相对现有技术中变电效率85%左右的干式变压器提高了12%，高达97%；同时本发明的穿绕磁芯变压器体积、重量趋于极限小，铁芯无漏磁、运行无噪音。
由于采用涂覆有绝缘层的硅钢片和包覆有环保阻燃聚氨酯的绕线绕成的线圈，本发明中的变压器淘汰了常用变压器绝缘有毒材料如“杜邦纸”，更环保。
本发明的穿绕磁芯变压器制作方法，可以实现变压器的智能化、自动化、模块化生产，大幅度提高了变压器的一致性，推翻了劳动密集型的落后生产方式。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.一种穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，适用于30至1600kVA容量范围，至少包括一个绕组-磁芯模块(100)和用于将其安装固定的绝缘支承装置(400)；
所述绕组-磁芯模块(100)包括至少两个绕组组件(120)；每一绕组组件(120)包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组(121、122)；每个内、外层绕组(121、122)包括内、外层瓷骨架(123、124)，以及分别缠绕在内、外层瓷骨架(123、124)上的材质为玻璃纤维绝缘铜线的内、外层线圈(125、126)；所述内、外层绕组(121、122)的横断面中央部位空腔(131、132)呈近似矩形，用于容置穿绕的硅钢带以及让所述俩绕组（121、122）套叠；
所述绕组-磁芯模块(100)由各该绕组组件(120)的中心轴线首尾连接呈环形定位在专用机床上，从相邻俩绕组组件(120)之间的间隙塞入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔(131)而构成各该绕组组件(120)共同的磁芯(150)；各绕组组件(120)和由硅钢带穿绕成的环形磁芯(150)共同组成绕组-磁芯模块(100)；而且在该绕组-磁芯模块（100）的外表面和其内诸缝隙中，还牢固地包覆和吸附有一层经整体退火和真空浸渍而形成的绝缘漆膜；
各该绕组-磁芯模块(100)的内、外层线圈（125、126）各自分别以互相串联、并联或混联的方式电连接，分别用作为一次侧、二次侧线圈，或反之；所述绕组-磁芯模块(100)上设置有用于分别同一次侧电网和二次侧电网电连接的输入接线装置(180)和输出接线装置(190)；
安装固定于绝缘支承装置(400)上的只有一个绕组-磁芯模块(100)，就是单相电力变压器；安装固定于绝缘支承装置(400)上的有三个绕组-磁芯模块(100)，且各该绕组-磁芯模块(100)的内层或外层线圈(125、126)用作一次侧即高电压侧的，相互做星形或三角形连接，那就是三相电力变压器。
2.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述绕组-磁芯模块(100)包括3至4个绕组组件(120)，各该绕组组件(120)的中心轴线首尾连接呈环形，它们共同拥有同一个穿绕硅钢带的环形磁芯(150)；
各该外层绕组(122)的外层线圈(126)相互串联、并联或混联，用做高电压的一次侧线圈；各该内层绕组(121)的内层线圈(125)相互串联、并联或混联，或各自分别输出、独立供电，用做较低电压的二次侧线圈；如此安排是为了获得较好的磁耦合。
3.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述内、外层瓷骨架(123、124)的两端部分别有环绕其外表面径向突起并轴向延伸的、各自的突楞(127、128)；所述内层绕组(121)借助其自身的突楞(127)卡接在外层绕组(122)内的空腔(132)中;所述各内、外层绕组(121、122)分别通过各自的瓷骨架突楞(12、128)互相嵌合固定。
4.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
还包括置于所述绕组-磁芯模块(100)中心轴线部位、用于各外层绕组(122)之间绝缘的中心隔件(140)，该中心隔件(140)以其中央圆柱形通孔(148)中心轴线为对称轴，均匀分布有至少俩隔片(147)，所述各隔片(147)嵌入相邻俩互相电连接的、用于高压侧的俩外层绕组(122)之间，以提高其间的电绝缘强度。
5.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述内、外层瓷骨架(123、124)各自的内外环面上，等间隔地设置有用于方便缠绕内、外层线圈(125、126)的、径向突起并轴向延伸的内、外层瓷骨架隔板(135、136)。
6.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述绝缘支承装置(400)还包括与绕组组件(120)数量相同的一组电工瓷材质的单相立柱(460)和上下两块环形枕木(470)；
所述环形枕木(470)上设有与绕组组件(120)数量相同的用于同单相立柱(460)固定连接的固定隔板(477)，所述各绕组组件(120)嵌置于上下两块所述环形枕木(470)的各固定隔板(477)之间；
所述单相立柱(460)上设置有用于同输入、输出接线装置(180、190)连接的单相立柱连接耳(467)。
7.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述绝缘支承装置(400)还包括与绕组组件(120)数量相同的一组电工瓷材质的三相立柱(480)和四块环形枕木(470)；
所述环形枕木(470)上设有与绕组组件(120)数量相同的用于同三相立柱(480)固定连接的固定隔板(477)；所述四块环形枕木(470)两两之间各嵌置有一个绕组-磁芯模块(100)所用的各绕组组件(120)；所述绕组组件(120)嵌置于上下两块所述环形枕木(470)的各固定隔板(477)之间；
所述各三相立柱(480)上设置有用于同输入、输出接线装置(180，190)连接的三相立柱连接耳(487)。
8.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述各内层绕组(121)通过钎焊跨接在内层瓷骨架边沿(127)之间的连接铜片(137)互相电连接；所述各外层绕组(122)通过紧固件跨接在外层瓷骨架边沿(128)之间的连接线(138)互相电连接。
9.根据权利要求1所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器，其特征在于：
所述输入接线装置(180)包括用于高压输入电线绝缘的瓷瓶(184)；
所述输出接线装置(190)包括位于内层绕组(121)端部用于同内层线圈(125)连接的连接槽(191)、在连接槽(191)和外部输出铜排(196)之间使用连接铜排(192)进行电连接。
10.一种用于电力变压器的绕组-磁芯模块(100)，包括至少两个绕组组件(120)；每个绕组组件(120)包括共中轴线地套叠在一起的内、外层绕组(121、122)；每个内、外层绕组(121、122)分别包括各自的内、外层瓷骨架(123、124)，以及分别缠绕在各自瓷骨架(123、124)上的、材质为玻璃纤维绝缘铜线的内、外层线圈(125、126)；所述内、外层绕组(121、122)的横断面中央部位空腔（131、132）呈近似矩形，用于容置穿绕的硅钢带以及让所述俩绕组（121、122）套叠；
所述绕组-磁芯模块(100)由各该绕组组件(120)的中轴线首尾连接呈环形定位在专用机床上，从相邻俩绕组组件(120)之间的间隙塞入硅钢带自动穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔(131)而构成各该绕组组件(120)共同的磁芯(150)；各绕组组件(120)和由硅钢带穿绕成的环形磁芯(150)共同组成绕组-磁芯模块(100)；而且在该绕组-磁芯模块（100）的外表面和其内诸缝隙中，还牢固地包覆和吸附有一层经整体退火和真空浸渍而形成的绝缘漆膜；
各该内、外层线圈（125、126）分别互相以串联、并联或混联的方式电连接，用作为一、二次侧线圈或反之；所述绕组-磁芯模块(100)上设置有分别用于同一次侧、二次侧电网电连接的输入接线装置(180)和输出接线装置(190)。
11.一种制作权利要求1至9所述穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，包括以下步骤：
步骤A：在所述各内、外层瓷骨架(123、124)上分别缠绕内、外层线圈(125、126)制成各内、外层绕组(121、122)；所述各内、外层线圈(125、126)均由包覆或缠绕有无纬玻璃丝带的绝缘铜导线卷绕而成；
步骤B：将所述各内层绕组(121)分别共轴线地塞入各外层绕组(122)内，制成绕组组件(120)，再由至少两个绕组组件(120)置于穿绕硅钢带专用机床上，以各该绕组组件(120)的中心轴线首尾连接呈环形定位于其上，从相邻俩绕组组件(120)之间的间隙塞入硅钢带穿绕，直至塞满各内层绕组内空腔(131)而构成各该绕组组件(120)共同的磁芯(150)。
12.根据权利要求11所述的制作穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，其特征在于：在实施了所述步骤B之后还有
步骤C：由所述共同的磁芯(150)穿绕在一起的各绕组组件(120)，包括它们的内、外层瓷骨架(123、124)及其上缠绕的内、外层线圈(125、126)一同投入退火炉内做调质处理12至24小时，退火温度750℃～800℃，以消除硅钢带在穿绕过程中积累内应力而对其导磁率造成的影响。
13.根据权利要求12所述的制作穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，其特征在于：在实施了步骤C之后还有
步骤D：经步骤C退火后的所述由共同的磁芯(150)穿绕在一起的各绕组组件(120)，俟其冷却到5℃～40℃的环境温度时，将其整体放入真空容器中浸渍绝缘漆30分钟至5小时，取出烘干，制成待用的绕组-磁芯模块(100)。
14.根据权利要求13所述的制作穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的工艺方法，其特征在于：在实施了步骤D之后还有
步骤E：经步骤D浸渍了绝缘漆的一个绕组-磁芯模块(100)安装固定在由两块环形枕木(470)和四个电工瓷材质的单相立柱(460)组成的绝缘支承装置(400)上组成一单相电力变压器。
15.根据权利要求13所述的穿绕硅钢带磁芯的电力变压器的制作方法，其特征在于：在实施了步骤D之后还有
步骤F：经步骤D浸渍了绝缘漆的三个绕组-磁芯模块(100)分层安装固定在由四块环形枕木(470)和四个电工瓷材质的三相立柱(480)组成的绝缘支承装置(400)上；并且各该绕组-磁芯模块(100)的内层或外层线圈(125、126)各自分别做星形或三角形连接，组成三相电力变压器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107129A1 (zh) * 2015-12-24 2017-06-29 蒋栖瑞 穿绕硅钢带磁芯的电力变压器及其制作方法
CN112599342A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 河南合瑞电气有限公司 一种环形变压器及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081962A (en) * 1959-09-25 1963-03-19 Westinghouse Electric Corp Apparatus for winding cores
JPS55132027A (en) * 1979-04-02 1980-10-14 Kitamura Kikai:Kk Rolled core material forming device and rolled core forming device
JPS5961022A (ja) * 1982-09-29 1984-04-07 Toshiba Corp 巻鉄心製造装置
JPS60246613A (ja) * 1984-05-22 1985-12-06 Daihen Corp 巻鉄心製造方法及び製造装置
CN2246326Y (zh) * 1996-03-25 1997-01-29 蒋栖瑞 高节能低漏磁的卷绕磁心变压器
CN1155743A (zh) * 1996-11-26 1997-07-30 蒋栖瑞 变压器带状磁芯的穿绕方法及其专用机床
CN1487537A (zh) * 2002-09-30 2004-04-07 新疆特变电工股份有限公司 卷铁芯电缆绕组变压器/电抗器及其制造方法
CN205335042U (zh) * 2015-12-24 2016-06-22 蒋栖瑞 穿绕硅钢带磁芯的电力变压器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081962A (en) * 1959-09-25 1963-03-19 Westinghouse Electric Corp Apparatus for winding cores
JPS55132027A (en) * 1979-04-02 1980-10-14 Kitamura Kikai:Kk Rolled core material forming device and rolled core forming device
JPS5961022A (ja) * 1982-09-29 1984-04-07 Toshiba Corp 巻鉄心製造装置
JPS60246613A (ja) * 1984-05-22 1985-12-06 Daihen Corp 巻鉄心製造方法及び製造装置
CN2246326Y (zh) * 1996-03-25 1997-01-29 蒋栖瑞 高节能低漏磁的卷绕磁心变压器
CN1155743A (zh) * 1996-11-26 1997-07-30 蒋栖瑞 变压器带状磁芯的穿绕方法及其专用机床
CN1487537A (zh) * 2002-09-30 2004-04-07 新疆特变电工股份有限公司 卷铁芯电缆绕组变压器/电抗器及其制造方法
CN205335042U (zh) * 2015-12-24 2016-06-22 蒋栖瑞 穿绕硅钢带磁芯的电力变压器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHANGLI7: "《蒋氏新技术变压器》", 《HTTP://WWW.DOC88.COM/P-848613650537.HTML》 *
李颖: "《蒋氏变压器—电力节能标杆》", 《HTTP://WWW.315ONLINE.COM/MAGZINE/INDUSTRY/322520.HTML》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017107129A1 (zh) * 2015-12-24 2017-06-29 蒋栖瑞 穿绕硅钢带磁芯的电力变压器及其制作方法
CN112599342A (zh) * 2020-12-16 2021-04-02 河南合瑞电气有限公司 一种环形变压器及其制备方法

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