CN110534312A - 一种新型单相节能变压器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型单相节能变压器，包括高压线圈、低压线圈和两组磁性材料；所述低压线圈绕制成一个矩形框；所述低压线圈的外部绕制高压线圈；这样，低压线圈和高压线圈绕制成一个高低压线圈的矩形框，所述高低压线圈的矩形框包括两个立柱和两个横柱；所述磁性材料分别缠绕在高低压线圈的矩形框的左右两立柱上，形成磁性材料包围高低压线圈的结构。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种新型单相节能变压器及其制造方法。
背景技术
变压器是应用于电网和电力系统中的一种最主要电力设备，变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要作用是实现电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等，变压器主要由铁心（或磁性材料）和线圈组成。如按铁心结构分类，主要分为叠片式铁心和卷铁心。
叠片式铁心通常为平面布置型，又可分为芯式和壳式两种。芯式变压器的铁心柱截面为圆形、放置方式为立放，线圈截面也为圆形，高、中、低压线圈依次同心地套在铁心柱上，线圈包围铁心，线圈为同心式排列。壳式变压器铁心结构较多，是线圈被铁心包围，铁心柱截面为长方形，铁心叠片只有一种片宽，多个铁心片叠加成一定的厚度，铁心柱截面的外接形状为长方形，放置方式为卧放，两边有旁铁轭，铁心包围线圈，线圈交错式排列。
上述叠片式铁心中，无论芯式还是壳式的主要优点是结构简单，便于标准化、通用化；但是，其主要缺点是由于铁轭与铁心柱采用对接式装配（即铁心都是拼接而成），由于每一芯柱是由两个分开的部分组成，在高磁密下，磁通在分开部分之间穿越时将对空载性能产生磁场不均匀，噪声震动等不良的影响。为减轻这一影响，应适当增加铁心柱截面积，但这将造成材料用量的增加。
卷铁心是沿着取向硅钢片的最佳导磁方向卷绕而成，完全充分地发挥了取向硅钢片的优越性能，磁路畸变小，无接缝、无空气间隙；每个框都是封闭形磁路导体，能充分发挥冷轧硅钢片的取向性能，所以空载性能提高明显。尤其空载电流中尤功分量降低明显，可以提高功率因数，改善电网供电质量。但卷铁心工艺要求高，先绕铁心，后绕绕组的模具不易通用化，且装模、脱模工艺复杂，制造较叠铁心变压器难度大，可维修性较后者弱等等。
要制造节能降耗、节材低成本、环保又低噪音的新型变压器，改进铁心的结构便成了突破口。卷铁心在的工艺上类似叠铁心的心式结构，是线圈绕铁心，可称为缠绕式心式变压器。而本发明的新型单相节能变压器，是一种缠绕式壳式变压器与卷铁心（缠绕式心式变压器）的结构相反，先缠绕组，后绕磁性材料，不仅具备卷铁心的所有优势，在制造工艺上简单，能够利用现有的工艺、模具实现自动化生产。缠绕式壳式变压器的结构优势更加出色，节能性能更加优异，成本更有优势，是目前最为理想的变压器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型单相节能变压器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型单相节能变压器，包括高压线圈、低压线圈和两组磁性材料；所述低压线圈绕制成一个矩形框；所述低压线圈的外部绕制高压线圈；这样，低压线圈和高压线圈绕制成一个高低压线圈的矩形框，所述高低压线圈的矩形框包括两个立柱和两个横柱；所述磁性材料分别缠绕在高低压线圈的矩形框的左右两立柱上，形成磁性材料包围高低压线圈的结构。
进一步地，所述磁性材料的窗口是圆形或者椭圆形。
进一步地，所述磁性材料由宽度相等的硅钢带或非晶合金带卷绕而成。
进一步地，所述高低压线圈的矩形框的四个角是方角或者过渡圆角结构。
进一步地，所述低压线圈和高压线圈之间设有绝缘层。
进一步地，所述高低压线圈的矩形框的两立柱与磁性材料之间设有绝缘层。
进一步地，所述高压线圈和低压线圈的材质为铜或者铝。
进一步地，所述磁性材料的材质为曲线硅钢、硅钢带或非晶合金带中的一种。
进一步地，包括以下步骤：
（1）首先将低压线圈绕制成一个圆角的矩形框；圆角矩形框的外部再绕制高压线圈，完成线圈的圆角矩形框结构缠绕；
（2）在圆角矩形框的立柱上安装可拆卸的绕制胎具；
（3）绕制胎具带动磁性材料转动，将磁性材料以圆形或者椭圆形的形式缠绕在线圈的圆角矩形框的两立柱上；
（4）磁性材料缠绕完成后，将绕制胎具拆卸下来，这样就完成了单相节能变压器的制作。
进一步地，所述步骤（1）中，所有的高压线圈与低压线圈之间都设有绝缘层；线圈的圆角矩形框的两立柱外侧也设有绝缘层。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明把高低压线圈做成一个矩形框，磁性材料绕在矩形框的两立柱上，与传统的变压器线圈与铁芯的互换，使磁场走了一个小圈；这种结构磁导率提高了10~20倍，无空隙，降低了空载电流，涡流损耗小，且铁损减少70%以上；另外，本结构能够实现线圈与磁性材料成本相近，最大限度的降低整体的成本，且结构简单。
附图说明
图1为本发明的新型单相节能变压器第一种结构示意图。
图2为本发明的新型单相节能变压器第二种结构示意图。
图3为本发明的新型单相节能变压器磁性材料绕制方法结构示意图。
图中：1、高压线圈；2、低压线圈；3、磁性材料；4、高低压线圈的矩形框；5、绕制胎具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种新型单相节能变压器，包括：高压线圈1、低压线圈2和两组磁性材料3；所述低压线圈2绕制成一个矩形框；在低压线圈2外面包扎绝缘层，在绝缘层的外部再绕制高压线圈1；这样，低压线圈2和高压线圈1绕制成一个高低压线圈的矩形框4，所述高低压线圈的矩形框4包括两个立柱和两个横柱。
高低压线圈的矩形框4的四个角是方角（参考图1）或者过渡圆角结构（参考图2）。
所述磁性材料3分别缠绕在高低压线圈的矩形框4的左右两立柱上，形成磁性材料包围高低压线圈的结构；所述磁性材料3的窗口是圆形或者椭圆形；磁性材料3由宽度相等的硅钢带或非晶合金带卷绕而成。
本实施例上述装置中，请参照图3所示，磁性材料3按照以下步骤装配：
（1）在高低压线圈的矩形框4的左立柱上安装可拆卸的绕制胎具5；
（2）绕制胎具5的定子固定在高低压线圈的矩形框4的左立柱上，绕制胎具5的转子带动磁性材料3转动，将磁性材料3缠绕在高低压线圈的矩形框4的左立柱上；
（3）磁性材料3在高低压线圈的矩形框4的左立柱上缠绕成圆形或者椭圆形；
（4）磁性材料3缠绕完成后，将绕制胎具5拆卸下来，这样，高低压线圈的矩形框4的左立柱上的磁性材料安装完成；
（5）磁性材料3在高低压线圈的矩形框4的右立柱上的安装，按照步骤（2）-（4）在高低压线圈的矩形框4的右立柱上上操作一遍，完成装配。
以上所述高压线圈1和低压线圈2材料为铜或者铝。
所述磁性材料3的材质为曲线硅钢、硅钢带或非晶合金带中的一种。
所述磁性材料3的每层之间都涂油绝缘漆或者其他绝缘材料。
所述磁性材料3与高低压线圈的矩形框4的两立柱之间也设有绝缘层。
本发明把高低压线圈做成一个矩形框，磁性材料绕在矩形框的两立柱上，与传统的变压器线圈与铁芯的互换，使磁场走了一个小圈；这种结构磁导率提高了10~20倍，无空隙，降低了空载电流，涡流损耗小，且铁损减少70%以上；另外，本结构能够实现线圈与磁性材料成本相近，最大限度的降低整体的成本，且结构简单。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种新型单相节能变压器，其特征在于，包括高压线圈、低压线圈和两组磁性材料；所述低压线圈绕制成一个矩形框；所述低压线圈的外部绕制高压线圈；这样，低压线圈和高压线圈绕制成一个高低压线圈的矩形框，所述高低压线圈的矩形框包括两个立柱和两个横柱；所述磁性材料分别缠绕在高低压线圈的矩形框的左右两立柱上，形成磁性材料包围高低压线圈的结构。
2.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述磁性材料的窗口是圆形或者椭圆形。
3.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述磁性材料由宽度相等的硅钢带或非晶合金带卷绕而成。
4.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述高低压线圈的矩形框的四个角是方角或者过渡圆角结构。
5.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述低压线圈和高压线圈之间设有绝缘层。
6.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述高低压线圈的矩形框的两立柱与磁性材料之间设有绝缘层。
7.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述高压线圈和低压线圈的材质为铜或者铝。
8.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器，其特征在于，所述磁性材料的材质为曲线硅钢、硅钢带或非晶合金带中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种新型单相节能变压器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先将低压线圈绕制成一个圆角的矩形框；圆角矩形框的外部再绕制高压线圈，完成线圈的圆角矩形框结构缠绕；
（2）在圆角矩形框的立柱上安装可拆卸的绕制胎具；
（3）绕制胎具带动磁性材料转动，将磁性材料以圆形或者椭圆形的形式缠绕在线圈的圆角矩形框的两立柱上；
（4）磁性材料缠绕完成后，将绕制胎具拆卸下来，这样就完成了单相节能变压器的制作。
10.根据权利要求8所述的一种缠绕式壳式变压器的制造方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所有的高压线圈与低压线圈之间都设有绝缘层；线圈的圆角矩形框的两立柱外侧也设有绝缘层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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