CN106449045A - 一种卷铁芯变压器的铁芯结构 - Google Patents

Abstract

一种卷铁芯变压器的铁芯结构，涉及一种卷铁芯变压器的铁芯结构。目前当铁心直径大于640mm时，需要放置更多的油道，必要的时候还要放置纵向油道，结构复杂，且散热不理想。本发明包括由多层闭合卷铁芯叠片叠置而成的铁芯体、设于铁芯体中的铁芯油道，其特征在于：铁芯体在叠置方向上设有多个铁芯油道层，铁芯油道层分割铁芯体形成相互不接触的铁芯分体，每个铁芯分体均由多个闭合卷铁芯叠片叠置而成，每个铁芯油道层均由多个位于同一层面的铁芯油道组成。本技术方案通过若干个铁芯油道层替代所在层的闭合卷铁芯叠片，把卷铁芯在堆叠方向分割成若干个铁芯分体，保证有足量的散热介质能够进入到铁心内部，能够快速高效的起到降温作用。

Description

一种卷铁芯变压器的铁芯结构

技术领域

本发明涉及一种卷铁芯变压器的铁芯结构。

背景技术

随着技术的不断进步和工艺水平的提高，卷铁芯的生产工艺已经得到了大幅的改进，容量也从原来的小容量逐步提高为大中型容量。与传统叠铁心相比，卷铁芯具有用料少、重量轻、空载损耗和噪音较低的特点。虽然卷铁芯与叠铁心在结构上有很大的区别，但两者发挥的作用却是一样的，而且在运行过程中都不可避免的要发热。变压器的空载损耗使得铁心本体发热，为了防止铁心产生局部过热，通常要在铁心内部设置冷却用的油道，从而改善铁心的散热性能。

铁心直径较小的油浸式变压器，可以很轻易的通过绕组和变压器油将热量散出，必要的时候可以在在卷铁芯绕制的方向上放置一层铁心油道。当铁心直径大于640mm时，就要考虑在铁心内部增加横向油道，随着铁心直径的不断加大，则需要放置更多的油道，必要的时候还要放置纵向油道。结构复杂，且散热不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种卷铁芯变压器的铁芯结构，以实现有效散热为目的。为此，本发明采取以下技术方案。

一种卷铁芯变压器的铁芯结构，包括由多层闭合卷铁芯叠片叠置而成的铁芯体、设于铁芯体中的铁芯油道，其特征在于：所述的铁芯体在叠置方向上设有多个铁芯油道层，铁芯油道层分割铁芯体形成相互不接触的铁芯分体，每个铁芯分体均由多个闭合卷铁芯叠片叠置而成，每个所述的铁芯油道层均由多个位于同一层面的铁芯油道组成。通过若干个铁芯油道层替代所在层的闭合卷铁芯叠片，把卷铁芯在堆叠方向分割成若干个铁芯分体，保证有足量的散热介质能够进入到铁心内部，能够快速高效的起到降温作用。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的铁芯油道层的内外轮廓之间的宽度尺寸与本层被替代的闭合卷铁芯叠片的内外轮廓之间的宽度尺寸相同。与被替代的闭合卷铁芯叠片的内外轮廓之间的宽度尺寸相同能够很好的保持铁芯的整体形状，便于后续的绑扎夹持等处理工作。

所述的铁芯油道层为单排撑条排列的单层铁芯油道层或双面撑条型铁芯油道层，所述的双面撑条型铁芯油道层包括设于铁芯油道层中间的绝缘板，所述的绝缘板的上方和下方对称的均匀排列有若干个撑条，所述的铁芯油道为相邻的两个撑条之间的贯穿通道。根据实际需要，采用单层或双层的铁芯油道结构，能够达到较优化的散热效果。

所述的铁芯体中设有1-5层铁芯油道层。所述的铁芯油道的放置方式、数量及撑条的厚度和间距根据铁芯体直径和铁芯柱数决定。通过优化的铁芯油道的放置方式、数量及撑条的厚度和间距，使散热效果更好。铁芯体直径越大，铁芯油道层越多。当铁芯柱数量大于2个时，铁芯体由多个铁芯体拼接而成，拼接处也设有铁芯油道层（2）。

所述的铁芯油道层的外轮廓的4个圆角与与本层被替代的闭合卷铁芯叠片的4个圆角尺寸相同，所述的绝缘板内轮廓的4个角为直角，所述的绝缘板内轮廓的每个角部的撑条向内延伸，撑条的内端点延伸到直角两边的虚拟圆弧倒角上。这样既方便绝缘板的加工，节省了油道绝缘材料，又不会阻塞散热介质的流通，能够取得较好的散热效果。

所述的绝缘板由二张对称的横板和二张对称的竖板拼接而成。通过二张对称的横板和二张对称的竖板拼接而成，降低了制造的工艺难度，方便加工制造。

所述的闭合卷铁芯叠片的数量为奇数时，居中的闭合卷铁芯叠片以铁芯中心线为对称，两侧的闭合卷铁芯叠片以居中的闭合卷铁芯叠片为中心对称布置；当闭合卷铁芯叠片的数量为偶数时，两侧的闭合卷铁芯叠片以铁芯中心线对称布置。通过对称布置，散热效果更好，变压器工作更稳定。

所述的铁芯体的上部和下部各设有一个铁芯夹件，每个所述的铁芯夹件均包括设于铁芯体两侧的夹板，所述的上下铁芯夹件之间的位置通过拉板固定。上部和下部的两个铁芯夹件可以很好的夹持铁芯，拉板可以方便的固定上下铁芯夹件的位置，使铁芯夹件不会发生上下移动。

所述的上部的铁芯夹件的两个夹板之间的顶部固接有上梁，所述的下部的铁芯夹件的两个夹板之间的底部固接有垫脚，所述的每个铁芯夹件的两个夹板的同侧端部之间均固接有侧梁。通过上梁、垫脚、侧梁对铁芯夹件的紧固固定，使堆叠的闭合卷铁芯叠片和铁芯油道层固定成为一个紧贴的整体。

所述的垫脚和上梁数量范围在3~6个之间，所述的垫脚和上梁分别等间距固接于下部铁芯夹件的底部和上部铁芯夹件的顶部，所述的侧梁、顶梁和垫脚均通过螺栓固接。根据变压器的大小以结构牢固、节约成本为原则，选择合适数量的垫脚和上梁，并通过螺栓固接，既方便安装拆卸，又有较好的性价比。

有益效果：有效降低了变压器铁芯温升的作用，并且有效的降低了制造难度和制造成本。

附图说明

图1是本发明主视结构示意图。

图2是本发明三个铁芯油道层的铁芯结构俯视示意图。

图3是本发明二个铁芯油道层的铁芯结构俯视示意图。

图4是本发明铁芯油道层平面结构示意图。

图5是本发明铁芯油道层侧视结构示意图。

图中：1-闭合卷铁芯叠片；2-铁芯油道层；3-铁芯夹件；4-垫脚；5-上梁；6-拉板；7-侧梁；201-绝缘板；202-撑条；203-铁芯油道；204-虚拟圆弧倒角。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一：

如图1-3所示，一种卷铁芯变压器的铁芯结构，包括由多层闭合卷铁芯叠片1叠置而成的铁芯体、设于铁芯体中的铁芯油道203，所述的铁芯体在堆叠方向上通过若干个铁芯油道层2替代所在层的闭合卷铁芯叠片1，把铁芯体分割成相互不接触的铁芯分体，每个铁芯分体均由若干个堆叠的闭合卷铁芯叠片1组成，每个所述的铁芯油道层2均由若干个相邻的并且位于同一层面的铁芯油道203组成。

实施例二：

为了实现奇数个铁芯油道层2在卷铁芯上的布置达到较优化的散热效果,以下为3个铁芯油道层2替代所在层的闭合卷铁芯叠片1为实施例:

如图1、2、4、5所示，所述的铁芯体在堆叠方向上通过3个铁芯油道层2替代所在层的闭合卷铁芯叠片1，把铁芯体分割成相互不接触的4个铁芯分体，其中一个铁芯油道层2代替位于铁芯的中心层的闭合卷铁芯叠片1，所述的4个铁芯分体和其余2个铁芯油道层2对称的分布于中心铁芯油道层2的两侧，两外侧的铁芯分体均由5个闭合卷铁芯叠片1叠置而成，由于铁心中间部位的热量较高,为了更好的散热,两内侧的铁芯分体的厚度小于两外侧的铁芯分体厚度。

为了保持铁芯的整体形状，便于后续的绑扎夹持，所述的铁芯油道层2的内外轮廓之间的宽度尺寸与本层被替代的闭合卷铁芯叠片1的内外轮廓之间的宽度尺寸相同。与被替代的闭合卷铁芯叠片1的内外轮廓之间的宽度尺寸相同能够很好的保持铁芯的整体形状，便于后续的绑扎夹持等处理工作。

为了取得较好的散热效果，所述的铁芯油道层2为双面撑条202排列的铁芯油道层2，所述的双面撑条202排列的铁芯油道层2包括设于铁芯油道层2中间的绝缘板201，所述的绝缘板201的上方和下方对称的设有均匀排列的撑条202，所述的铁芯油道203为相邻的两个撑条202之间的贯穿通道。根据实际需要，采用双层的铁芯油道203结构，能够达到较优化的散热效果。

为了节省油道绝缘材料，并取得较好的散热效果，所述的铁芯油道层2的外轮廓的4个圆角与与本层被替代的闭合卷铁芯叠片1的4个圆角尺寸相同，所述的绝缘板201内轮廓的4个角为直角，所述的绝缘板201内轮廓的每个角部的撑条202向内延伸，撑条202的内端点延伸到直角两边的虚拟圆弧倒角204上。这样既方便绝缘板201的加工，节省了油道绝缘材料，又不会阻塞散热介质的流通，能够取得较好的散热效果。

为了降低制造成本，所述的绝缘板201由二张对称的横板和二张对称的竖板拼接而成。通过二张对称的横板和二张对称的竖板拼接而成，降低了制造的工艺难度，方便加工制造，降低了制造成本。

为了实现对铁芯的夹持，所述的铁芯体的上部和下部各设有一个铁芯夹件3，每个所述的铁芯夹件3均包括设于铁芯体两侧的夹板，所述的上下铁芯夹件3之间的位置通过拉板6固定。上部和下部的两个铁芯夹件3可以很好的夹持铁芯，拉板6可以方便的固定上下铁芯夹件3的位置，使铁芯夹件3不会发生上下移动。

为了实现对铁芯的夹紧固定并取得较好的夹紧效果，所述的上部的铁芯夹件3的两个夹板之间的顶部等间距固接有3根上梁5，所述的下部的铁芯夹件3的两个夹板之间的底部等间距固接有3个垫脚4，所述的每个铁芯夹件3的两个夹板的同侧端部之间均固接有侧梁7，所述的侧梁7、顶梁和垫脚4均通过螺栓固接。通过上梁5、垫脚4、侧梁7对铁芯夹件3的紧固固定，使堆叠的闭合卷铁芯叠片1和铁芯油道层2夹紧固定成为一个紧贴的整体，通过螺栓固接，方便安装拆卸。

加工制造步骤如下：

将整卷硅钢片放置在卷铁芯卷绕机上，一端通过渐开线裁剪为需要的形状，另一端同时进行卷绕，绕制成为符合要求的闭合卷铁芯叠片1,在铁芯体所有的闭合卷铁芯叠片1卷制完成；

根据闭合卷铁芯叠片1的尺寸，分别计算出铁芯油道层2的外形尺寸，按照尺寸加工铁芯油道层2绝缘板201，将其外边框四角部倒与闭合卷铁芯叠片1相同的圆角，内四角不做处理，把撑条202按照一定的档距沿着铁心油道的高度方向竖直粘贴在油道绝缘板201上；

将上下两个铁芯夹件3的一侧夹板平铺在装配平台上，并通过拉板6固定，按照顺序依次放置闭合卷铁芯叠片1和铁芯油道层2，全部将其放置好后，放置另外一侧的夹板，并且通过侧梁7和上梁5固定收紧，把闭合卷铁芯叠片1和铁芯油道层2固定为一个整体；

将铁心闭合框和铁芯油道层2形成的铁芯柱，通过紧缩带根据铁心柱的直径分段绑扎牢固，然后通过螺栓把垫脚4安装在夹件上。

本实例中，所述的铁芯油道203的放置方式、数量及撑条202的厚度和间距根据铁芯体直径和铁芯柱数决定。

实施例三：

为了实现偶数个铁芯油道层2在卷铁芯上的布置达到较优化的散热效果,以下为2个铁芯油道层2替代所在层的闭合卷铁芯叠片1为实施例,与以上实例二所不同的是:

如图1、2所示，所述的铁芯体在堆叠方向上通过2个铁芯油道层2替代所在层的闭合卷铁芯叠片1，把铁芯体分割成相互不接触的3个铁芯分体，所述的3个铁芯分体和2个铁芯油道层2对称的分布于铁芯体中心平面的两侧，由于铁心中间部位的热量较高,需要更好的散热, 2个铁芯油道层2之间的铁芯分体的厚度小于两外侧的铁芯分体厚度。

以上图1-5所示的一种卷铁芯变压器的铁芯结构是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种卷铁芯变压器的铁芯结构，包括由多层闭合卷铁芯叠片（1）叠置而成的铁芯体、设于铁芯体中的铁芯油道（203），其特征在于：所述的铁芯体在叠置方向上设有多个铁芯油道层（2），铁芯油道层（2）分割铁芯体形成相互不接触的铁芯分体，每个铁芯分体均由多个闭合卷铁芯叠片（1）叠置而成，每个所述的铁芯油道层（2）均由多个位于同一层面的铁芯油道（203）组成。

2.根据权利要求1所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的铁芯油道层（2）的内外轮廓之间的宽度尺寸与本层被替代的闭合卷铁芯叠片（1）的内外轮廓之间的宽度尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的铁芯油道层（2）为单排撑条（202）排列的单层铁芯油道层（2）或双面撑条（202）铁芯油道层（2），所述的双面撑条（202）排列的铁芯油道层（2）包括设于铁芯油道层（2）中间的绝缘板（201），所述的绝缘板（201）的上方和下方对称的均匀排列有若干个撑条（202），所述的铁芯油道（203）为相邻的两个撑条（202）之间的贯穿通道。

4.根据权利要求3所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于： 所述的铁芯体中设有1-5层铁芯油道层（2）。

5.根据权利要求3所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的铁芯油道层（2）的外轮廓的4个圆角与与本层被替代的闭合卷铁芯叠片（1）的4个圆角尺寸相同，所述的绝缘板（201）内轮廓的4个角为直角，所述的绝缘板（201）内轮廓的每个角部的撑条（202）向内延伸，撑条（202）的内端点延伸到直角两边的虚拟圆弧倒角（204）上。

6.根据权利要求3所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的绝缘板（201）由二张对称的横板和二张对称的竖板拼接而成。

7.根据权利要求1所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的闭合卷铁芯叠片（1）的数量为奇数时，居中的闭合卷铁芯叠片（1）以铁芯中心线为对称，两侧的闭合卷铁芯叠片（1）以居中的闭合卷铁芯叠片（1）为中心对称布置；当闭合卷铁芯叠片（1）的数量为偶数时，两侧的闭合卷铁芯叠片（1）以铁芯对称中心平面对称布置。

8.根据权利要求1所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的铁芯体的上部和下部各设有一个铁芯夹件（3），每个所述的铁芯夹件（3）均包括设于铁芯体两侧的夹板，所述的上下铁芯夹件（3）之间的位置通过拉板（6）固定。

9.根据权利要求8所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于：所述的上部的铁芯夹件（3）的两个夹板之间的顶部固接有上梁（5），所述的下部的铁芯夹件（3）的两个夹板之间的底部固接有垫脚（4），所述的每个铁芯夹件（3）的两个夹板的同侧端部之间均固接有侧梁（7）。

10.根据权利要求9所述的一种卷铁芯变压器的铁芯结构，其特征在于： 所述的垫脚（4）和上梁（5）数量范围在3~6个之间，所述的垫脚（4）和上梁（5）分别等间距固接于下部铁芯夹件（3）的底部和上部铁芯夹件（3）的顶部，所述的侧梁（7）、顶梁和垫脚（4）均通过螺栓固接。