CN106229139A - 一种三相立体叠铁芯、线圈及电力变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种三相立体叠铁芯、线圈及电力变压器，铁芯具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为扇形，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为扇形的三相立体叠铁芯结构；变压器线圈水平截面为空心扇形，圆弧与直线相交处以及圆心处设有导角；电力变压器是在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装截面为空心扇形的变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置。本发明铁芯为叠片方式，相对立体卷铁芯，省去了铁芯绕制设备，解决了线圈压紧问题，提高了变压器抗短路能力，器身结构更加紧凑，能够大幅降低原材料用量，降低了制造成本，降低了铁轭局部过热。

Description

一种三相立体叠铁芯、线圈及电力变压器
技术领域
本发明涉及变压器制造技术，具体地说是一种三相立体叠铁芯、线圈及电力变压器。
背景技术
目前，立体卷铁芯变压器广泛应用于配电变压器的制造中，卷铁芯本身在绕制时需要专用绕制设备，随着变压器容量增大，对绕制设备的要求也相应增加，因此变压器容量受到制约。由于立体卷铁芯为闭口结构，线圈需要在铁芯上绕制，还需要复杂的工装设备，而且线圈与铁芯撑紧困难，造成变压器抗短路能力大幅下降。铁芯拐角位置为圆弧形结构，导致线圈压紧困难，也会使变压器抗短路能力下降。
同时，随着变压器容量增大，对线圈绕制设备的要求也会相应增加，因此变压器容量受到制约。
立体卷铁芯变压器每种规格的线圈均需要配置不同型号的工装设备，变压器优化后原有的工装设备将被闲置，造成巨大浪费。
发明内容
针对现有技术中变压器用立体卷铁芯在制造过程中，工艺复杂，设备成本高、线圈抗短路能力差以及变压器容量受到限制等不足，本发明要解决的技术问题是提供一种可提高抗短路能力，无需专用的铁芯及线圈绕制设备，容量不受绕制设备限制的三相立体叠铁芯、线圈及电力变压器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
本发明一种三相立体叠铁芯，具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为扇形，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为扇形的三相立体叠铁芯结构。
口字形铁芯的上、下轭片宽与对应的芯柱片宽相等。
口字形铁芯的上轭横截面为不对称山字形，下轭横截面为倒置的不对称山字形，上、下轭横截面形状为镜像关系。
口字形铁芯的上、下轭横截面为纺锤形。
山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶。
本发明一种变压器线圈，水平截面为空心扇形，圆弧与直线相交处以及圆心处设有导角。
本发明相立体叠铁芯的电力变压器，在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装截面为空心扇形的变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置。
三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。
空心扇形的变压器线圈在扇形圆弧部分设有散热油道。
线圈在相间通过撑条撑紧，高低压主控道同样采用撑条撑紧；三相线圈的外部采用绑带整体绑紧。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.本发明为立体叠铁芯结构，铁芯为叠片方式，心柱截面为扇形，线圈为独立绕制，横截面为扇形环状结构，相对立体卷铁芯，省去了铁芯绕制设备，容量不再受卷铁芯设备及线圈绕制设备的限制。
2.本发明由于为立体叠铁芯结构，线圈与铁芯撑紧能够得到保障，同时也解决了线圈压紧问题，提高了变压器抗短路能力。
3.本发明较传统的普通叠铁芯变压器相比，器身结构更加紧凑，能够大幅降低原材料用量，降低了制造成本。
4.本发明的漏磁分布优于传统的普通叠铁芯变压器，降低了漏磁在夹件、油箱中的涡流损耗。
5.本发明的上下轭硅钢片为竖直放置，相对铁立体卷铁芯结构，由漏磁引起的损耗较小，降低了铁轭局部过热。
6.本发明变压器整体高度降低，因而也降低了运输高度，对于大容量变压器可减少大量的运输费用和拆装费。
附图说明
图1为本发明结构铁芯示意图；
图2为本发明铁芯俯视图；
图3为本发明线圈结构示意图；
图4为本发明线圈俯视示意图；
图5为本发明铁芯线圈装配后的示意图；
图6为本发明中上、下轭横截面示意图(一)；
图7为本发明中上、下轭横截面示意图(二)。
其中，1为芯柱，2为上轭，3为下轭，4为线圈。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明一种三相立体叠铁芯，具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为扇形，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为扇形的三相立体叠铁芯结构。
口字形铁芯的上、下轭片宽与对应的芯柱片宽相等。
口字形铁芯的上轭横截面可为不对称山字形，下轭横截面可为倒置的不对称山字形，上、下轭横截面形状为镜像关系，如图6所示。
或者口字形铁芯的上、下轭横截面均为纺锤形，如图7所示。
本实施例中每个铁芯柱横截面为60度扇形，对接后形成120度扇形，提高铁芯填充率，节省线圈材料用量，降低产品成本。
为了降低运输高度，将山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶，同时也节省了铁芯材料。
本发明三相立体叠铁芯的电力变压器，采用三相立体叠铁芯做为器身主体结构，在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装空心圆柱形变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置，该三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。这种整体压紧装置与传统的叠铁芯结构线圈套装工艺一致，与卷铁芯变压器相比，线圈与铁芯撑紧得到了保障，同时也解决了线圈压紧问题，显著提高变压器的抗短路能力，三相整体压紧装置制作简单，降低了工艺难度，提高了装配效率。
本发明变压器线圈，水平截面为空心扇形，在圆心处设有导角，留出空间，有利于在器身中心布置用于拉紧线圈端部压板的拉杆。圆弧与直线相交处也设有导角，有利于引线的引出及布置。
本发明电力变压器包括具有上述结构的线圈及铁芯，在每相立体叠铁芯的芯柱外套装截面为空心扇形的变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置，以提高变压器抗路能力。
三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。这种整体压紧装置与卷铁芯变压器的压紧装置相比，压紧效果更好；同时线圈与铁芯的撑紧得到了保障，显著提高变压器的抗短路能力，三相整体压紧装置制作简单，降低了工艺难度，提高了装配效率。
空心扇形的变压器线圈在扇形圆弧部分设有散热油道，提高散热效率。
线圈在相间通过撑条撑紧，主控道同样采用撑条撑紧，可以提高抗短路能力。
三相线圈的外部采用绑带整体绑紧，加固线圈，提高抗短路能力。
如图3、4所示，将上述结构的三相立体叠铁芯应用于400kVA的三相变压器中，其三相线圈可以独立绕制，绕制完成后再与立体叠铁芯的心柱部分进行套装，然后再叠插上轭，本发明结构可以三人同时叠插上轭，能够缩短装配时间。铁芯线圈装配后的示意图如图5所示。
本发明三相立体叠铁芯可适用于中、小规格的电力变压器，集成度更高，更加节省空间，降低了由漏磁引起的结构件涡流损耗，避免了局部过热的发生。

Claims (10)

1.一种三相立体叠铁芯，其特征在于：具有三个竖直放置、结构相同的口字形铁芯叠片结构，口字形结构竖直芯柱部分横截面为扇形，相邻口字形铁芯叠片结构两两对接，形成具有三个铁芯柱横截面为扇形的三相立体叠铁芯结构。
2.按权利要求1所述的三相立体叠铁芯，其特征在于：口字形铁芯的上、下轭片宽与对应的芯柱片宽相等。
3.按权利要求1所述的三相立体叠铁芯，其特征在于：口字形铁芯的上轭横截面为不对称山字形，下轭横截面为倒置的不对称山字形，上、下轭横截面形状为镜像关系。
4.按权利要求1所述的三相立体叠铁芯，其特征在于：口字形铁芯的上、下轭横截面为纺锤形。
5.按权利要求3或4所述的三相立体叠铁芯，其特征在于：山字形或纺锤形的尖顶处理为平顶。
6.一种变压器线圈，其特征在于：水平截面为空心扇形，圆弧与直线相交处以及圆心处设有导角。
7.按权利要求1所述的三相立体叠铁芯的电力变压器，其特征在于：在每相三相立体叠铁芯的芯柱外套装截面为空心扇形的变压器线圈，在变压器线圈上、下端部分别采用三相整体压紧装置。
8.按权利要求7所述的三相立体叠铁芯的电力变压器，其特征在于：三相整体压紧装置包括压板和垫块，其中垫块粘接于压板上，垫块间形成油道；垫块与线圈相抵接，压板通过夹件与铁轭压紧。
9.按权利要求7所述的三相立体叠铁芯的电力变压器，其特征在于：空心扇形的变压器线圈在扇形圆弧部分设有散热油道。
10.按权利要求7所述的三相立体叠铁芯的电力变压器，其特征在于：线圈在相间通过撑条撑紧，高低压主控道同样采用撑条撑紧；三相线圈的外部采用绑带整体绑紧。
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