CN110534313A - 一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框，其中，非晶合金立体卷铁心的单框为由非晶合金料带卷制而成的方形框；单框包括两个竖边框和两个横边框，竖边框用于形成非晶合金立体卷铁心的铁心柱，横边框用于形成非晶合金立体卷铁心的铁轭，横边框的截面积大于竖边框的截面积。能够降低变压器在工作时所产生的噪音，降低其对附近人们的生活的影响，同时降低非晶合金立体卷铁心在运行时的损耗。

Description

一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框。

背景技术

非晶合金立体卷铁心是一种典型的制作变压器的铁心，其主要的作用是构成配电变压器的磁路。非晶立体卷铁心由三个结构相同的单框拼装而成，单框的边框的截面积呈近似半圆形或半个正多边形。经过对非晶立体卷铁心的磁路计算，立体卷铁心的铁轭磁密比铁心柱磁密高出15.5％。而对于非晶合金变压器而言，铁心的磁通密度越高，铁心在运行时的损耗就越大，噪音也越大。

随着变压器在商业、居民区等地应用越来越广泛，变压器在工作时会产生噪音，因此，如何降低变压器在工作时所产生的噪音，降低其对附近人们的生活的影响，同时降低非晶合金立体卷铁心在运行时的损耗，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框，能够降低变压器在工作时所产生的噪音，降低其对附近人们的生活的影响，同时降低非晶合金立体卷铁心在运行时的损耗。

为解决上述技术问题，本发明提供一种非晶合金立体卷铁心的单框，所述单框为由非晶合金料带卷制而成的方形框；所述单框包括两个竖边框和两个横边框，所述竖边框用于形成所述非晶合金立体卷铁心的铁心柱，所述横边框用于形成所述非晶合金立体卷铁心的铁轭，所述横边框的截面积大于所述竖边框的截面积。

横边框的截面积均大于竖边框的截面积，铁柱由两个竖边框拼接形成，由于形成铁轭的横边框的截面积大于竖边框的截面积，因此，铁轭的截面积大于铁柱的截面积的一半，如此一来，相当于增大了原始铁轭(指横边框的截面积与竖边框的截面积相同时形成的铁轭)的截面积。

通过增大单框的横边框的截面积，使得铁轭的有效截面积增大，从而降低该非晶立体卷铁心在运行时的损耗。另外，磁通密度的增加会是非晶铁心的振动增加，导致非晶合金立体卷铁心变压器的噪音升高。

因此，本发明所提供的非晶合金立体卷铁心的结构延续了立体卷铁心的三相平衡、过载能力强、结构紧凑，占地小的特点，通过增大了铁轭的截面积，在保证磁通量一定的前提下，可以降低铁轭部分的磁通密度，降低该非晶合金立体卷铁心的空载损耗，并且，在运行过程中，降低的磁通密度可以减低非晶合金立体卷铁心的振动，进而降低该非晶合金立体卷铁心变压器的噪音。故本实施例所提供的非晶合金立体卷铁心具有低损耗、低噪音的特点。

可选地，所述横边框的截面积不小于所述竖边框的截面积的1.02倍。

可选地，所述非晶合金料带沿其长度方向包括依次间隔错开设置的第一带材段和第二带材段，所述第一带材段的截面积大于所述第二带材段的截面积，且所述第一带材段用于卷制所述横边框，所述第二带材段用于卷制所述竖边框。

可选地，所述第一带材段的宽度大于所述第二带材段的宽度。

可选地，所述横边框还设有加厚层，所述加厚层为粘接于所述横边框表面的非晶带材。

可选地，所述横边框设有夹层，所述夹层是在单框卷绕成型时夹设于所述非晶合金料带内的非晶带材。

可选地，所述非晶合金料带的料带级数为不小于5级，各级所述非晶合金料带为宽度不同的矩形或梯形料带。

本发明还提供了一种非晶合金立体卷铁心，其包括三个如上所述的单框，各所述单框的竖边框依次固接，且相邻两个所述竖边框拼接以形成铁心柱，所述单框的横边框形成铁轭。

另外，本发明还提供了一种变压器，其包括如上所述的非晶合金立体卷铁心。

具有上述单框的非晶合金立体卷铁心，以及具有上述非晶合金立体卷铁心的变压器，其技术效果与上述单框的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

附图说明

图1是第一种实现方案中，非晶合金立体卷铁心的结构示意图；

图2是图1中的单框的结构示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是第二种实现方案中，非晶合金立体卷铁心的单框的结构示意图；

图5是第三种实现方案中，加厚层粘接于内侧时非晶合金立体卷铁心的结构示意图；

图6是图5中单框的侧视图；

图7是第三种实现方案中，加厚层粘接于外侧时非晶合金立体卷铁心的结构示意图；

图8是图7中的单框的侧视图。

附图1-8中，附图标记说明如下：

1-单框，11-竖边框，12-横边框；2-铁心柱；3-铁轭，31-增轭；4-加厚层。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-8，图1是第一种实现方案中，非晶合金立体卷铁心的结构示意图；图2是图1中的单框的结构示意图；图3是图2的侧视图；图4是第二种实现方案中，非晶合金立体卷铁心的单框的结构示意图；图5是第三种实现方案中，加厚层粘接于内侧时非晶合金立体卷铁心的结构示意图；图6是图5中单框的侧视图；图7是第三种实现方案中，加厚层粘接于外侧时非晶合金立体卷铁心的结构示意图；图8是图7中的单框的侧视图。

本发明实施例提供了一种变压器、非晶合金立体卷铁心及其单框1，其中，变压器包括非晶合金立体卷铁心，非晶合金立体卷铁心的单框1都是由非晶合金料带卷制而成的方形框，具体的，该单框1包括两个竖边框11和两个横边框12，具体的，两个横边框12和两个竖边框11依次错开连接并围合形成方形的框。非晶合金立体卷铁心是由三个单框1的竖边框11依次固接，且相邻两个竖边框11拼接以形成非晶合金立体卷铁心的铁心柱2，单框1的横边框12形成铁轭3，即铁心柱2的上部和下部为铁轭3。

其中，横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，铁柱由两个竖边框11拼接形成，由于形成铁轭3的横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，因此，铁轭3的截面积大于铁柱的截面积的一半，如此一来，相当于增大了原始铁轭3(指横边框12的截面积与竖边框11的截面积相同时形成的铁轭3)的截面积，以下将铁轭3截面积增大的部分称为“增轭31”。

U＝4.44·f·N·B₀·Sc/10⁴(V) (1)

其中，U是电压，f是频率，N是匝数，B₀是磁通密度，Sc是有效截面积。

铁心是制造变压器产品的关键，根据上述公式(1)可知，铁心的磁通密度B₀与有效截面积Sc成反比，有效截面积Sc越大，磁通密度B₀则越小。同时，磁性材料的磁通密度B₀与空载损耗成正比，因此，有效截面积Sc越大，空载损耗成正比越小，也就是说，本实施例中，通过增大单框1的横边框12的截面积，使得铁轭3的有效截面积增大，从而降低该非晶立体卷铁心在运行时的损耗。另外，磁通密度B₀的增加会是非晶铁心的振动增加，导致非晶合金立体卷铁心变压器的噪音升高。

因此，本实施例所提供的非晶合金立体卷铁心的结构延续了立体卷铁心的三相平衡、过载能力强、结构紧凑，占地小的特点，通过增大了铁轭3的截面积，在保证磁通量一定的前提下，可以降低铁轭3部分的磁通密度，降低该非晶合金立体卷铁心的空载损耗，并且，在运行过程中，降低的磁通密度可以减低非晶合金立体卷铁心的振动，进而降低该非晶合金立体卷铁心变压器的噪音。故本实施例所提供的非晶合金立体卷铁心具有低损耗、低噪音的特点。

在上述实施例中，横边框12的截面积均不小于竖边框11的截面积的1.02倍，如此设置可确保该非晶合金立体卷铁心实现较好的降低损耗和降噪的效果。

具体的，本实施例中，对于非晶合金立体卷铁心的铁轭3的截面积，可通过如下三种方案中的任意一种或至少两种的组合实现，以下将对三种实现方案做详细说明。

第一种实现方案，非晶合金料带沿其长度方向包括依次间隔错开设置的第一带材段和第二带材段，第一带材段的宽度大于第二带材段的宽度，且第一带材段用于卷制横边框12，第二带材段用于卷制竖边框11。

也就是说，用于卷绕形成单框1的非晶合金料带沿其长度方向的宽度成规律变化，其中，第一带材段用于卷绕形成横边框12，第二带材段用于卷绕形成竖边框11，并且第一带材段的截面积大于第二带材段的截面积，如此一来，使得通过该非晶合金料带卷绕形成单框1后，横边框12的截面积要大于竖边框11的截面积，从而形成增轭31，如图1-3所示，进而增大该非晶合金立体卷铁心的铁轭3部分的截面积，以实现降低损耗和噪音的目的。

进一步的，第一带材段的宽度大于第二带材段的宽度，卷绕成型后，可使得横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，或者，本实施例中，还可以将第一带材段的厚度设置为大于第二带材段的厚度，同样可以实现在卷绕成型后，横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，而将带材段的宽度设置为不同时便于带材的开料设计。

第二种实现方案，横边框12均设有夹层，夹层是在卷绕非晶合金料带时夹设于非晶合金料带内的非晶带材。

也就是说，单框1在卷绕成型的过程中，将夹层夹设于非金合金料带内，使其埋与横边框12的内部，可增大该非晶合金立体卷铁心的铁轭3部分的截面积，如图4所示，进而实现降低损耗和噪音的目的。

第三种实现方案，横边框12还设有加厚层4，该加厚层4为粘接于横边框12表面的非晶带材。

如图5-8所示，本方案是在单框1卷绕成型后，在单框1的横边框12粘接一定厚度的非晶带材，以在原始铁轭3的表面增加加厚层4，该加厚层4形成增轭31，从而形成一个新的铁轭3，新成型的铁轭3的截面积等于原始铁轭3的截面积和增轭31(加厚层4)的截面积的和，其截面积要大于竖边框11的截面积，进而增大该非晶合金立体卷铁心的铁轭3部分的截面积，以实现降低损耗和噪音的目的。

该加厚层4可以粘接于横边框12的表面即可，具体可以是横边框12的内侧(如图5和6所示)、外侧(如图7和8所示)或者内侧和外侧均有均可，在此不做具体限制，其中，内侧是指三个单框1固定后朝向三个单框1之间的一侧，外侧是指朝向三个单框1之外的一侧。

其中，上述第一种实现方案是通过改变原始的用于卷绕形成单框1的带材，实现在卷绕后形成横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，也就是说，通过在对卷绕前的带材做改动来实现铁轭3的截面积的增大；上述第二种实现方案是在卷绕过程中，通过增加夹层实现在卷绕后形成的横边框12的截面积大于竖边框11的截面积，也就是说，通过在卷绕过程中的操作来实现铁轭3的截面积的增大；而上述第三种实现方案是在单框1卷绕成型后，通过粘贴加厚层4来增加横边框12的截面积，也就是说，通过在卷绕后的操作来实现铁轭3的截面积的增大。

上述三种实现方案分别从不同的时段操作以实现增加铁轭3的截面积，具体可以选用其中任意一种实现方案，或者，采用上述三种实现方案中的任意两种或三种的混合均可，在此不做具体限制。

在上述实施例中，每个单框1均由几级不同宽度的非晶合金料带由内向外连续卷制而成，本实施例中的非晶合金料带的料带级数不小于5级，即5级或5级以上。每一级的料带为宽度不同的梯形料带或矩形料带均可。详细的讲，单框1需先经过开料将固定宽度的非晶合金根据设定程序裁剪成不同宽度的料带，料带可以是矩形的也可以是梯形的。开料后，使用专用的卷料机进行立体卷铁心的卷绕。从单框1的第一级卷绕开始，将料带从起头由内侧向外侧逐步卷绕，并使料带在卷绕机上按照设置的方向前进，卷绕成上下两端向外倾斜的形状。卷绕成型后的非晶合金立体卷铁心的单框1的横边框12的截面积大于单框1的竖边框11的截面积。然后将三个单框1依次通过竖边框11拼接固定以形成单晶合金立体卷铁心，其中，铁心柱2的截面近似圆形或正多边形，也就是说，竖边框11的截面近似半圆形或半正多边形。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述单框(1)为由非晶合金料带卷制而成的方形框；

所述单框(1)包括两个竖边框(11)和两个横边框(12)，所述竖边框(11)用于形成所述非晶合金立体卷铁心的铁心柱(2)，所述横边框(12)用于形成所述非晶合金立体卷铁心的铁轭(3)，所述横边框(12)的截面积大于所述竖边框(11)的截面积。

2.根据权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述横边框(12)的截面积不小于所述竖边框(11)的截面积的1.02倍。

3.根据权利要求1所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述非晶合金料带沿其长度方向包括依次间隔错开设置的第一带材段和第二带材段，所述第一带材段的截面积大于所述第二带材段的截面积，且所述第一带材段用于卷制所述横边框(12)，所述第二带材段用于卷制所述竖边框(11)。

4.根据权利要求3所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述第一带材段的宽度大于所述第二带材段的宽度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述横边框(12)还设有加厚层(4)，所述加厚层(4)为粘接于所述横边框(12)表面的非晶带材。

6.根据权利要求1-4任一项所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述横边框(12)还设有夹层，所述夹层是在单框(1)卷绕成型时夹设于所述非晶合金料带内的非晶带材。

7.根据权利要求1-4任一项所述的非晶合金立体卷铁心的单框，其特征在于，所述非晶合金料带的料带级数不小于5级，各级所述非晶合金料带为宽度不同的矩形或梯形料带。

8.一种非晶合金立体卷铁心，其特征在于，包括三个如权利要求1-7任一项所述的单框(1)，各所述单框(1)的竖边框(11)依次固接，且相邻两个所述竖边框(11)拼接以形成铁心柱(2)，所述单框(1)的横边框(12)形成铁轭(3)。

9.一种变压器，其特征在于，包括如权利要求8所述的非晶合金立体卷铁心。