CN110600234A - 一种减少建筑因素的变压器芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少建筑因素的变压器芯，包括第一分支（103），第二分支（103）和第三分支（103）的变换芯（102），每个分支被配置为被一个或多个变换线圈（101）围绕，并且每个分支具有相对的两端对方，所述变换核进一步顶comprenant第一磁轭（205）延伸的恩特雷里奥斯LES第一腿部和所述第二腿部的第二磁轭（205）延伸的恩特雷里奥斯LES第一腿和所述第三腿，和一个第三磁轭（205）延伸恩特雷里奥斯LES第二回合和第三回合；欧乐变换第一流包括在第一流中，第二流由第一流和第二流提供。流动旁路部件具有延伸到第一轭中的第一端和延伸到第二轭中的第二端。

Description

一种减少建筑因素的变压器芯

技术领域

本发明涉及变压器芯技术领域，具体涉及一种包括变压器芯的变压器和制造变压器芯的方法。

背景技术

变压器用于许多应用中，例如在配电系统的各个阶段中用于分配电功率。变压器通常包括一个或多个电线的线圈（也称为绕组）。变压器还包括通常称为变压器芯的材料电路。变压器芯包括被一个或多个线圈围绕的多个分支或腿。变压器铁心连接各个支脚的部分也称为磁轭。

多相变压器，尤其是三相变压器是经常使用的，并且存在多种不同的变压器类型。

然而，仍然期望提供一种更有效的变压器芯。特别地，通常期望提供一种相对容易制造，涉及相对较低的材料成本并且涉及小的磁损耗的变压器芯。

发明内容

变压器芯包括至少第一支脚，第二支脚和第三支脚，每个支脚被配置为被一个或多个电线的变压器线圈围绕。每条腿的两端彼此相对。变压器芯还包括在第一支脚的第一端与第二支脚的第一端之间延伸的第一磁轭，以及在第一支脚的第一端与第三支脚的第一端之间延伸的第二磁轭。

变压器芯的实施例包括第一磁通旁路组件，该第一磁通旁路组件在所述一个或多个线圈的外部延伸，并且构造成提供穿过第一磁通旁路组件在第一磁轭和第二磁轭之间的磁通路径，并且其中第一磁通旁路组件具有第一端延伸到第一轭中，第二端延伸到第二轭中。

因此，变压器芯包括至少三个支脚，每个支脚配置为被一个或多个变压器线圈围绕，每个支脚包括第一端和与第一端相对的第二端。变压器芯的实施例包括多个磁轭，每个磁轭在相应的支脚的端部之间延伸。变压器铁心可进一步包括多个磁通旁路组件，其中每个磁通旁路组件在所述一个或多个线圈之间在两个线圈之间延伸。

从两个支腿之一的同一端延伸的两个磁轭，并提供通过所述两个磁轭之间的所述磁通旁路组件的磁通路径，其中，所述磁通旁路组件的第一端延伸到所述两个磁轭中的一个，第二端延伸到所述两个轭中的另一个。特别地，从支腿之一的相同端部延伸的磁轭可以提供从所述一个支腿到另一支腿的相应支腿的分开的磁通路径，其中分开的磁通路径不共享轭的任何部分。特别地，第一和第二轭沿其整个长度可以彼此分开。

磁通旁路组件允许一部分磁通量直接从一个磁轭流向另一个磁轭，而无需通过任何支脚，即绕过变压器的支脚，从而为磁通的自由交换或转移提供了更大的自由度在铁心的各个支脚之间减小电流，从而减小了构建因数并提高了变压器的效率，例如，通过减少铁心材料，同时保持空载损耗水平，或者通过减少相同量的铁心材料的空载损耗。此外，随着磁通旁路组件延伸到磁轭中，在磁轭和旁路组件之间实现了更有效的磁通交换，从而减少了最终变压器的能量损耗。

因此，除了通过第三磁轭的磁通路径并与之分开之外，磁通旁路部件以及与磁通旁路部件连接的两个磁轭一起形成了在两个支脚之间的附加磁通路径，该磁通路径将所述两个支脚与每个支脚相连。其他。特别地，变压器芯的实施例可以包括第三轭，该第三轭在第二支脚的第一端与第三支脚的第一端之间延伸并且在第二支脚和第三支脚之间提供磁通路径。其中第一磁轭的一部分，第一磁通旁路部件和第二磁轭的一部分一起在第二支路和第三支路之间提供了另一通量路径，该通量路径不延伸穿过第一支路并且与第二支路分开。

每个通量旁路部件可以在两个或更多个磁轭之间延伸，即，可以在两个或更多个磁轭之间提供磁通路径。

变压器芯的实施例可以被配置用于多相变压器，例如三相变压器。

变压器芯的腿可以是笔直的细长构件。它们的纵向轴线可以彼此平行地布置，从而限定了变压器芯的第一端（对应于支脚的相应的第一端）和变压器的第二端。

该结构中，旁路层的端部夹在各个芯环层之间。在一些实施例中，旁路结构的每一层被夹在芯环的两层之间，使得磁通旁路部件的层的两个表面与磁轭的层的表面接触。在其他实施例中，可以使用其他交织图案，例如，磁通旁路组件的单层或磁通旁路组件的两层或更多层相邻层可以被夹在芯环的一层，两层或多层之间。在两种情况下，助焊剂绕过层的每个端部都被夹在两个芯环层之间，单独地或与其他层夹在中间。在这种交错结构中，在旁路层和芯环层之间实现了特别有效的通量传递。将理解的是，在一些实施例中，端部可以一直延伸穿过磁轭，使得端部的一部分从磁轭中伸出，或者至少一直延伸至磁轭的相对侧。

可以形成交错结构，使得形成第一轭的一部分的第一芯环的轭部分的一个或多个第一芯环层被夹在第一磁通旁路组件的旁路层的端部和端部之间。第二磁通旁路组件的旁路层的一部分，第二磁通旁路组件在第一磁轭和第三磁轭之间延伸。因此，在几对或每对芯环层之间，仅在朝向磁轭的任何位置插入通向单个磁轭的磁通旁路层。因此，在相应的芯层对之间的磁通旁路层可以交替地属于延伸到各个其他磁轭的磁通旁路组件。这种交替结构允许通过成层的芯环结构的各个层在不同的芯环对之间进行有效的通量传递。特别地，通过一个磁通旁路组件的层的进入磁通以与另一磁通旁路组件沿不同方向进入磁轭的输入磁通相比，在层状磁轭结构的不同水平处被馈送到磁轭部分。

特别地，在一些实施例中，包括磁通旁路部件的变压器芯由晶粒取向钢制成。

其他在实施例中，变压器芯的除磁通旁路组件之外的部分（即，支脚和磁轭）由取向钢制成，而磁通旁路组件由非晶粒取向钢制成。在轭和/或通量旁路部件由诸如晶粒取向钢的晶粒取向金属制成的实施例中，主要通量方向和/或主要通量提取方向由主晶体取向和取向确定。晶粒取向金属（例如钢）的磁畴壁的数量。晶粒取向的金属，例如晶粒取向的钢，通常可以轧制，特别是冷轧的带材或片材形式获得。轧制的条或片的典型厚度可以小于2mm。

本公开涉及不同的方面，包括以上和以下描述的变压器铁芯，相应的装置，系统，方法和/或产品，每个产生结合第一提到的方面描述的一个或多个益处和优点，以及每个具有与结合第一提及的方面描述的和/或在所附权利要求中公开的实施例相对应的一个或多个实施例。

特别地，根据一个方面，本公开涉及一种变压器，其包括如本文所公开的变压器芯以及由导电线缠绕的多个线圈；其中，线圈围绕变压器铁芯的相应支脚延伸。变压器可以是多相的，例如三相变压器。

在一些实施例中，变压器包括围绕一个或多个，例如围绕所有通量旁路组件延伸的附加绕组。附加绕组可以连接到控制电路，该控制电路配置为通过附加绕组馈送电流，从而影响通过磁通旁路组件的磁通量。

附图说明

图1A- B示出了具有用于三相变压器的三角形铁芯的三相变压器的示例;

图2A-C示出了具有用于三相变压器的通量旁路组件的变压器芯的另一示例;

图3A-B示出了具有用于三相变压器的通量旁路组件的变压器芯的另一示例;

图4示出了具有用于三相变压器的磁通旁路组件的变压器芯的横截面图;

图5示意性地示出了具有用于三相变压器的通量旁路组件的变压器芯的实施例;

图6示意性地示出了具有用于三相变压器的通量旁路组件的变压器芯的另一示例;

图7A-C示出了用于具有通量旁路组件的三相变压器的变压器芯的又一示例;

图8A-C示意性地示出了用于具有通量旁路组件的5足平面变压器的变压器芯的示例的俯视图;

图9A-C示出了具有通量旁路组件的三脚平面变压器的实施例;

图10示出了构造成形成磁通旁路部件的层的至少一部分的板的示例;

图11-12示出了具有通量旁路组件的三相变压器的变压器铁心的又一示例。

具体实施方式

现在将参考附图描述本文公开的变压器芯的各个方面和实施例。

图1A示出了具有三角形铁芯的三相变压器的示例。图。图1B示出图1A的变压器的变压器芯。1A。通常由100表示的变压器包括三个线圈101和变压器芯102。这些线圈由导电线制成。变压器芯包括三个腿103，它们穿过相应的线圈101伸出。支腿的位置应使其彼此平行，并且其中心定义一个等边三角形。从两个腿的每个末端延伸到相应的另外两个腿的相应末端。因此，变压器芯包括六个磁轭，当支脚以直立方向延伸并互连各个支脚的上端时，一组三个磁轭形成一个上三角形。

从腿的每一端伸出一对轭。从支腿的同一端延伸的一对轭架通过在一对轭架之间延伸的通量旁路组件106连接，使得通量旁路组件的相对端延伸到相应的轭架中。因此，形成上三角的每一对轭通过相应的通量旁路组件互连，而形成下三角的每对轭通过相应的通量旁路组件互连。

特别地，变压器芯由缠绕的电工钢带制成。条带被缠绕成环形，每个环具有圆角矩形的形状，其中矩形的相对侧是腿部。环的其余两侧形成磁轭部分，该磁轭部分在变压器铁心的相应支脚之间的线圈外部延伸。每个支脚部分与另一个环之一的一个或多个支脚部分一起形成变压器芯的支脚。

因此，变压器芯的每一侧分别形成为大致矩形的框架22、23和24。

应当理解，变压器芯的每个框架可以由单个缠绕环形成。在这样的实施例中，每个支腿由两个支腿部分组成，一个来自两个不同的环。可替代地，每个框架可以由多个环形成。因此，例如，腿可以因此由一个框架的两个或更多个环的腿部和由另一框架的两个或更多个环的腿部形成。这种多环布置可以允许支腿的横截面形状更接近于圆形横截面。

在图1和2所示的特定示例中，在图1A-B中，框架22包括环22a-b，框架23包括环23a-c，而框架24包括环24a-b。环由不同宽度的条缠绕而成，并且环具有不同数量的层，即具有不同的厚度。

磁通旁路组件由电工钢或其他合适的材料叠层制成。用于磁通旁路组件的合适材料的示例包括方向性钢，非方向性钢，非晶态金属。磁通旁路部件的材料可以是与缠绕的芯环相同的材料，或者可以部分地或全部地是不同的材料。

旁路部件的各个板的端部延伸到缠绕环中，并且一个或多个板的端部可以被夹在缠绕环的各个层之间。在图的示例中，在图1B中，仅具有没有被另一环阻塞的朝内侧的环通过相应的通量旁路组件互连。然而，在其他实施例中，所有环或环的另一子集可以通过通量旁路组件互连。通常，连接的环可以是具有最大厚度（即，最大数量的层）和/或最大宽度的环，以允许不同轭之间最有效的通量传递。特别地，在本示例中，磁通旁路部件在内圈22a，23a和24a之间延伸。

图2A-C示出了变压器芯的另一示例。特别地，图2。图2A示出了变压器芯的3D视图，而图2B示出了变压器芯的俯视图。图1和图2的变压器铁心是图1的变压器铁心。图2A-B类似于图1的变压器芯。与图1B的实施例的不同之处在于，变压器芯是具有三个支脚103A-C和轭205的三角形铁芯，其中支脚以三角形构造布置。变压器芯由电工钢的缠绕带制成，尤其是由三个框架22、23和24缠绕带制成。在图1和图2的示例中，如图2A-B所示，每个框架由缠绕的带材制成的单个芯环制成。因此，每个支腿由两个环的支腿部分形成：支腿103A由环22和23的支腿部分形成，支脚103B由环23和24的支脚部分形成，而支脚103C由环22和24的支脚部分形成。每个环包括两个支脚的支脚部分和连接这些支脚部分的轭部分。每个轭部分205包括多层电工钢。变压器铁心还包括通量旁路组件206A-C，如结合图2所述，其在成对的轭之间延伸。具体地，磁通旁路部件是电工钢板的堆叠，其端部延伸到各个轭中，使得磁通旁路部件的每个板的端部被夹在各个磁轭的相邻层之间。从图1最容易看出。如图2B所示，变压器芯在每对支脚的不同支脚部分之间提供磁通路径。支脚103A和103C的支脚部分通过通量路径265和266连接。磁通路径265是由连接两个支脚103A-B的环的轭部分形成的路径，即作为环的一部分的轭部分。22.另一磁通路径266由其他磁轭的一部分（即，环23和24的磁轭部分）以及由连接环23和24的磁轭部分的磁通旁路组件206B形成。磁通路径265和266旁路磁通路径265和266。第三腿103B。该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向钢制成。非晶粒取向钢用于本发明的通量旁路组件磁通路径265是由连接两个支脚103A-B的环的轭部分形成的路径，即作为环22一部分的轭部分。另一磁通路径266由其他轭的一部分形成（即环23和24的磁轭部分）和通过连接环23和24的磁轭部分的磁通旁路组件206B。磁通路径265和266绕过第三支路103B。该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向钢制成。非晶粒取向钢用于本发明的通量旁路组件磁通路径265是由连接两个支脚103A-B的环的轭部分形成的路径，即作为环22一部分的轭部分。另一磁通路径266由其他轭的一部分形成（即环23和24的磁轭部分）和通过连接环23和24的磁轭部分的磁通旁路组件206B。磁通路径265和266绕过第三支路103B。该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向钢制成。非晶粒取向钢用于本发明的通量旁路组件环23和24的磁轭部分）和通过连接环23和24的磁轭部分的磁通旁路组件206B。磁通路径265和266绕过第三支路103B。该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向钢制成。非晶粒取向钢用于本发明的通量旁路组件环23和24的磁轭部分）和通过连接环23和24的磁轭部分的磁通旁路组件206B。磁通路径265和266绕过第三支路103B。该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向钢制成。

该实施例是有益的，因为通量旁路组件被插入到轭中的角度相对较大。

图2C示出了堆叠的板216之一以形成通量旁路组件206的形状。板216的插入在磁轭205的相邻层之间的端部在图2C中用虚线表示。2C。此外，图2C示出了如何从钢板上切割或冲压出板216。

图3A示出了变压器芯的另一示例。图2的变压器铁心图3A的示例类似于图2和3的示例。在图2A-C中，但是形成磁通旁路组件的板216分别在变压器芯的上部和下部具有不同的形状。特别地，图2。图3B示出了在上部使用的板216之一的形状，因为它可以从片状材料上切割或冲出。下部的磁通旁路组件的板与图1和2的实施例的板相似。2A-C。在任何情况下，板216被堆叠以形成图2的变压器芯的通量旁路组件206。3A。板216的插入在轭205的相邻层之间的端部在图2中由虚线表示。图3B.lt将被理解为，在替代实施例中，上部和下部的板可以具有如图3所示的形状。3B。

本文描述的变压器芯的实施例可以是通过缠绕电工钢带以形成框架，例如图1和图2中的框架22、23和24，来制造这种产品。1A，2A-B和3A。在缠绕过程中，可以在框架的轭部分的适当位置处在带的连续层之间插入占位板，以便为随后插入磁通旁路组件的板建立空间。可以对框架进行热处理，然后组装以形成变压器芯。在框架彼此组装之前或之后，可将占位板拉出轭部分。磁通旁路的板然后可以被连续地插入先前已经被占位板占据并且被重叠地堆叠的狭槽中，可选地与中间板相叠，以建立磁通旁路部件。最后，组装好的变压器铁芯可能会再次热处理。如在前面的示例中一样，该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向的钢制成，而变压器芯的其余部分可以由晶粒取向的钢制成。

图4示出了变压器芯的示意性截面图。图2的变压器铁心图4与先前示例的变压器铁芯的相似之处在于，它是包括支脚103，磁轭205和磁通旁路组件206的三角形铁芯。磁轭由层压钢板制成，或者由缠绕钢板制成，如前所述例子。特别地，变压器芯可以由三个框架制成，每个框架由多个缠绕环形成，所述多个缠绕环可以具有不同的尺寸，例如，如图2的示例所示。图1A至图1B所示的实施例中，为腿提供具有近似圆形横截面的横截面。在图在图4中，这通过腿的六边形横截面示意性地示出。为了便于说明，在图2中，用数字表示。在图4中，示出了每帧仅一个环的轭部205。其他环的轭部分也可以可选地设置有本文所述的磁通旁路组件。磁通旁路部件由薄钢板制成，例如由非晶粒取向钢制成，其薄板的端部插入芯环的轭部的各层之间。在图的示例中，如图4所示，助焊剂旁路组件的每一层不是由单个板形成，而是分别由三个分离的板206a-c形成。特别地，磁通旁路组件的每一层包括第一板206a，其一端插入一个磁轭中，第二板206b，其一端插入另一个磁轭中，中间板206c与第一和第二板重叠，从而提供重叠区域，在该重叠区域中，磁通量可以从第一板206a流入中间板206c，并且可以从中间板流入第二板206b。在该示例中，磁轭部分205之一的主磁通方向由箭头指示。在该示例中，朝向不同磁轭的磁通旁路组件层插入到分层磁轭的同一高度；实际上，朝向不同磁轭的相应的磁通旁路组件层在插入的边缘467上彼此邻接。当旁路组件由非晶粒取向钢制成时，这种布置仍允许进出磁轭的有效磁通交换。。轭部205之一的主磁通方向由箭头表示。在该示例中，朝向不同磁轭的磁通旁路组件层插入到分层磁轭的同一高度；实际上，朝向不同磁轭的相应的磁通旁路组件层在插入的边缘467上彼此邻接。当旁路组件由非晶粒取向钢制成时，这种布置仍允许进出磁轭的有效磁通交换。。轭部205之一的主磁通方向由箭头表示。在该示例中，朝向不同磁轭的磁通旁路组件层插入到分层磁轭的同一高度；实际上，朝向不同磁轭的相应的磁通旁路组件层在插入的边缘467上彼此邻接。当旁路组件由非晶粒取向钢制成时，这种布置仍允许进出磁轭的有效磁通交换。

图5示意性地示出了具有连接两个磁轭205的分层的磁通旁路组件的变压器铁芯的实施例，其中，如图3的示例中，磁通旁路组件的每一层由三个板206a，206b和206c组成。如图4所示，即，每个通量旁路组件包括三个交错的堆叠的序列。

参照图5，助焊剂旁路部件的板可布置成使得在轭和助焊剂旁路部件的板之间的每个过渡处以及在助焊剂旁路部件的不同堆叠的板之间的每个过渡处，磁通量的变化方向可以选择成相同的角度α。在三角形铁心变压器中，其中支脚和磁轭形成一个等边三角形，相邻磁轭之间的角度为60°，因此可以选择在各个堆叠的板之间的过渡处的主磁通方向变化为a=30°。然而，应当理解，在其他实施例中，各个层的主通量方向之间的角度可以不同，例如在磁轭和磁通旁路组件之间的过渡处具有一个值，而在磁通旁路组件的各个堆叠之间的过渡处具有不同的值，例如，如图3所示。7C以下。

如图1进一步所示，参照图5，可以选择磁通旁路部件的板的宽度W，使得沿磁轭205的主磁通方向的方向测量的板206a和磁轭205之间的重叠区域的最小长度L具有期望的长度，例如不小于0.5cm，例如不小于1cm，例如不小于2cm，例如不小于3cm，以便允许磁轭和磁通量之间的有效磁通过渡旁路组件。特别地，板206a在轭的整个宽度上延伸到轭205中。在图的示例中，如图5所示，在轭的宽度上的大多数位置处，重叠的程度甚至大于L。此外，在图2的示例中，如图5所示，旁通板206a的形状使得其一个边缘与轭的一侧对齐，即板仅在轭的一侧伸出轭。在其他示例中，旁通板可以一直延伸穿过轭，并且在轭的两侧从轭中伸出。

图6示意性地示出了具有支腿103和磁轭205的变压器芯的另一示例。在图4中，示出了具有六边形横截面的支腿，该横截面可以由相应的支腿部分形成。

然而，为了便于说明，仅示出了每一侧的单个芯环的轭部分205。图1的例子的变压器铁心是铁心。图6的实施例类似于图5和6的示例的变压器芯。图4和图5的实施例的不同之处在于，变压器芯是三角形芯，并且磁轭205和支脚103由缠绕的电工钢带制成，并且磁通量旁路组件由堆叠板206a-b制成，其中，旁路组件的每一层都是由彼此重叠的独立板组成。在图的示例中，如图6所示，每个旁路组件的每一层分别由两个板206a和206b组成。如图1进一步所示，如图6所示，磁通旁路层的板以交替的方式插入在磁轭205的各层之间，使得一个，两个，或更多的轭层夹在各自的磁通旁路组件的两个板206a和206b之间。特别地，一个板206a是将磁轭与其余的磁轭之一连接的磁通旁路组件的一部分，而另一板206b是将磁轭与其余的磁轭中的另一个轭磁连接的磁通旁路组件的一部分。以这种方式，可以将通量旁路部件的板206a-b制造得相对较宽，而不会过度增加轭的厚度，因为一种通量旁路部件的仅一个板插入在轭的任意两层之间并且在轭处。沿磁轭的长度处于相同位置。当两个磁轭层夹在各自的磁通旁路组件的两个板206a和206b之间时，一个磁轭层与两个板中的一个直接接触，而另一个磁轭层与两个板中的另一个直接接触。这允许有效的通量交换并且避免在分层结构的相同层内交叉通量路径。

图7A-C示出了具有通量旁路组件的变压器芯的又一示例。图1至图4的所有示例均包括在内。图7A-C是具有芯103和轭205的三角形铁心。如结合图5所述，该芯和轭可由钢带的缠绕环22-24制成。2A。因此，每个支脚103由两个缠绕环的相应支脚部分形成。磁通旁路组件形成为钢板堆叠。在图1和图2的各个示例中，在磁通旁路组件的每一层中使用的板的数量及其几何形状是不同的。图7A-C。要注意的是，为了便于说明，在每个附图中，均示出了附图标记。在图7A-C中，仅示出了单个通量旁路组件的单层的板。

可以理解，即使没有在图1和2中明确示出。如图7A-C所示，变压器芯还包括连接其他成对的轭的磁通旁路组件；然而，至少在图7B和图7C的示例中，并且当通量旁路部件由晶粒取向钢制成时，其他通量旁路部件的层可以插入在轭的不同层之间，例如，如结合图3所述。图。6.因此，通常，延伸到相同的堆叠的轭部中的不同的通量旁路组件的层可以被插入在堆叠的轭部的各个水平处，例如以交替的水平。

在图的示例中，如图7A所示，磁通旁路部件包括细长板206a，b，该细长板206a，b被插入在轭的各层之间并且沿着轭的长度的主要部分延伸。板206A从轭的侧面朝着变压器芯的内部突出。它们一直延伸到磁轭中，即在磁轭的整个宽度上。然后通过插入中间板206C来连接插入两个轭的板。图7A在插入之前被示出。中间板可在图面中向上滑动，直到其与细长板206a，b重叠。图1的示例的布置被示出。7A特别适用于由非晶粒取向钢制成的磁通旁路组件，在该组件中磁通的方向很容易转向。

图的例子。图7B类似于图6的示例。与图6的实施例不同之处在于，磁通旁路组件的每一层由两个板206a和206b形成。每个板插入在相应的一个磁轭的各层之间，并且从磁轭突出的板的端部彼此重叠，以提供穿过重叠区域的磁通路径。该实施例适用于其中磁通旁路部件也由取向钢制成的变压器铁芯。板206a-b的主要通量方向由图中的箭头指示。可替代地，该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向的钢制成。

从图1最容易看出。如图7B所示，变压器芯在每对支脚的不同支脚部分之间提供磁通路径。在图2中用箭头示意性地示出了两条腿中的两条腿的相应腿部之间的通量路径265和266。7.通量路径265是环24的腿部之间的路径；通量路径265是环24的腿部之间的路径。该路径由环24的轭部分形成。另一磁通路径266由其他轭的一部分（即环22和23的轭部分）以及由连接环22和23的轭部分的通量旁路组件形成。磁通路径266连接环22和23的腿部，即通过由堆206a和206b构成的磁通旁路部件。

图7C的实施例类似于图5和6的示例。与图4和图5的不同之处在于，磁通旁路组件的每一层由三个板206a-c形成。板中的两个板（板206a和206b）的各自的端部插入在相应的一个轭的各层之间，并且插入中间板206c，以便与从板206a-b突出的板的端部重叠。轭，以便提供穿过重叠区域的磁通路径。如图在图7A中，示出了在与板206a-b组装之前的中间板206c。该实施例适用于其中磁通旁路部件由取向钢制成的变压器芯。板206a-c的主要通量方向由图中的箭头指示。可替代地，该实施例的磁通旁路部件可以由非晶粒取向的钢制成。

图8A-C示意性地示出了具有通量旁路组件的变压器芯的又一示例的俯视图。特别地，图1至图4。图8A-C示出了平面变压器的示例，其中支脚103和磁轭205沿直线布置。图1和图2的变压器铁心是由铁心制成的。图8A-C是5脚变压器芯，其中只有三个脚（中间的脚）被线圈（未明确示出）包围。变压器铁心的磁轭和支脚由铁心环形成。图8A-C的变压器芯的芯环可以由缠绕的钢带制成，或者可以由缠绕的芯环制成。例如，变压器芯的腿和轭可由四圈缠绕的钢带制成，使得被线圈围绕的每个中心腿由两个相邻的芯环的相应腿部分形成。可以从钢板材料的堆叠板上切割或冲切通量旁路组件。每个通量旁路组件由三层或更多层的条带制成，包括与磁轭和中间磁道交错的各个磁道，其中一些磁道平行于由支腿和磁轭限定的平面延伸。

图8A示意性地示出了具有磁通旁路组件206a-e的变压器铁芯的实施例，其中该磁通旁路组件适用于变压器磁芯，其中磁通旁路组件由取向钢制成。与前面的示例一样，旁路组件由一叠细长板制成。特别地，连接相邻环的轭部分的通量旁路组件包括延伸到相应轭部分中的堆叠206a；该堆叠206a延伸到相应轭部分中。如本文所述，这些堆叠的层与芯环的层交错。磁通旁路部件还包括将各个烟囱206a彼此连接的中间烟囱206b，其中各个烟囱206a彼此延伸到相邻的轭中。外环通过助焊剂旁路组件连接，该组件包括两个堆叠到各自的磁轭部分中的堆叠206c，中间叠层206d布置成形成围绕相应外腿延伸的弧形部分，以及长的中间叠层206e，该中间叠层206e平行于由平面芯部限定的平面延伸并且将两个弧形部分彼此连接。在堆叠之间的过渡处，堆叠的板被交错以形成用于通量传递的重叠区域。可以选择形成弓形部分的中间烟囱的数量，使得相邻烟囱之间的角度保持足够小，以便进行有效的通量交换。堆叠的板被交错以形成用于通量传递的重叠区域。可以选择形成弓形部分的中间烟囱的数量，使得相邻烟囱之间的角度保持足够小，以便进行有效的通量交换。堆叠的板被交错以形成用于通量传递的重叠区域。可以选择形成弓形部分的中间烟囱的数量，使得相邻烟囱之间的角度保持足够小，以便进行有效的通量交换。

图8B-C示出了具有磁通旁路配置的变压器铁芯的示例，该变压器磁芯适合于其中磁通旁路的变压器铁芯组件由非晶粒取向钢制成。从图1和图2可以看出。参照图8A-C，由晶粒取向钢制成的助焊剂旁路部件的实施例包括具有多个堆叠206c-e（见图8A）和过渡部的较长的助焊剂旁路部件，以便使每个过渡部处的弯曲角保持较小。在图的示例中，如图8B-C所示，连接外环的磁通旁路组件的不同堆叠的数量较小，如图7中的堆叠206c和206d所示。

在图1所示的示例的变压器铁心中，如图8C所示，通量旁路组件共享细长的中间堆叠206b，该中间堆叠连接到延伸到各个轭部分中的各个堆叠206a。在图的示例中，如图8C所示，变压器芯在平面芯的一侧上包括通量旁路组件。然而，将理解，其他实施例可以在平面芯的两侧上包括对应的通量旁路组件。

图9A-B示出了具有腿103a-c和磁轭205a-b的三腿平面变压器芯的实施例。图9A示出了平面三脚变压器芯的一个实施例的上部的3D视图，而图9A示出了平面三芯变压器芯的一个实施例的上部的3D视图。图9B示出了三足变压器芯的另一实施例的俯视图。从图3可以最好地看出。如图9A所示，变压器芯的两个实施例均由多个环22、23和24制成，每个环由缠绕的钢带制成。特别地，变压器芯包括分别包括磁轭部分205a，205b的两个内环22和23，以及包括磁轭部分205c的外环24，以提供将所有对腿彼此连接的磁通路径。因此，腿103a由来自环22和24的各个腿部分组成，腿103b由来自环23和24的腿部分组成，而腿103c由来自环22和23的环部分组成。

图9A示意性地示出了具有适用于非晶粒取向钢的通量旁路构造的三足平面变压器芯的实施例。磁通旁路部件包括金属板的堆叠206a-e，金属堆叠206a-e被成形并可选地弯曲，以在相应的一对轭205a-c之间提供路径。特别地，芯包括板的堆叠206a，c，d，其端部与如本文所述的轭的层交错。堆叠206a和206c与相应的内环22和23的轭部分205a-b交错，而堆叠206d与外环24的轭部分205c交错。堆叠206a通过中间堆叠206b连接，以提供通量旁路内圈22和23的磁轭部分205a和205b之间的“角”分量分别为“1”。每个叠层206c通过相应的中间叠层206e与相应的叠层206d连接，从而分别将外环24的轭部分205c与轭部分205a-b连接。为此，形成中间叠层206e的板被弯曲，如图3所示。9C。由堆叠206a-b制成的磁通旁路部件在内部磁轭205a-b之间提供磁通连接，而由堆叠206c-e制成的磁通旁路部件在外部磁轭205c与内部磁轭205a-b中的相应磁通之间提供磁通连接。应当理解，在其下端的轭部分。为此，形成中间叠层206e的板被弯曲，如图3所示。9C。由堆叠206a-b制成的磁通旁路部件在内部磁轭205a-b之间提供磁通连接，而由堆叠206c-e制成的磁通旁路部件在外部磁轭205c与内部磁轭205a-b中的相应磁通之间提供磁通连接。。应当理解，在其下端的轭部分。为此，形成中间叠层206e的板被弯曲，如图3所示。9C。由堆叠206a-b制成的磁通旁路部件在内部磁轭205a-b之间提供磁通连接，而由堆叠206c-e制成的磁通旁路部件在外部磁轭205c与内部磁轭205a-b中的相应磁通之间提供磁通连接。

图9B示意性地示出了特别适用于晶粒取向钢的通量旁路构造。磁通旁路组件包括金属板的堆叠。在堆叠之间的过渡处，各个堆叠被交错，以允许磁通从一个堆叠的板传递到相邻的堆叠。具体地，连接内环的相应轭部的通量旁路组件由延伸进入相应轭部并与之交错的堆叠206a和将堆叠206a彼此连接的中间堆叠206b组成。因此，该磁通旁路部件在内部磁轭之间提供了磁通连接。另一对通量旁路部件在外轭205c和相应的内轭之间提供通量连接。这些通量旁路组件中的每一个都包括延伸到一个轭环中的板的堆叠206c（一个堆叠延伸到外环的轭部分中，另一个堆叠延伸到一个内环的对应轭部分中）。叠层206c通过一系列中间叠层206d-e互连，从而形成弓形的磁通旁路组件，其绕变压器芯的外支脚103a，b中的相应一个延伸。

因此，通量旁路组件206b的一个或多个中间堆叠可以由弯曲板制成，例如如图2所示。9C。在图的示例中，如图9B所示，中央中间板206e由弯曲板制成。可以选择堆叠206a-e的数量和取向，使得相邻堆叠之间以及堆叠206a之间的角度，c和相应的轭保持足够小，以便于在堆叠之间以及堆叠与轭之间的过渡处进行有效的通量交换。因此，该实施例可能特别适用于其中磁通旁路部件由取向钢制成的变压器芯。

图10示出了构造成形成磁通旁路部件的层的至少一部分的板216的示例。该板具有第一端1261，该第一端1261的形状和大小被设置成可插入在轭205的各个层之间，以及部分1262，该部分1262相对于轭以一定角度突出于轭。突出部分1262的远端1263可被插入形成磁通旁路部件的一部分的另一叠板206c的层之间。

图11-12示出了包括磁通旁路组件的变压器芯的其他实施例。如在先前的示例中那样，变压器芯是包括多个堆叠的金属带的环的缠绕芯，例如由晶粒取向的钢制成，并且旁路组件由金属板的堆叠制成，优选地由非晶粒取向的钢制成。在图的例子中。11-12不同的旁路组件共享至少一个板的中间堆栈，即，共享的板中间堆栈对于两个或多个磁通旁路组件是公用的。

图2的变压器铁心图11是包括脚103和轭205的三角形铁心。在该示例中，旁路部件包括板的堆叠206a，其从相应的轭部分向内朝由三角形铁心限定的三角形的中心延伸。芯进一步包括共享的中间堆叠206b，该中间堆叠位于由增量芯限定的三角形的中心附近，并且与每个堆叠206a交错。

图12示出了具有腿103a-c和磁轭205a-b的三腿平面变压器铁芯的实施例，类似于图9A-B的实施例，但是具有磁通旁路组件的不同配置。

特别地，变压器芯的内环22和23的轭部分205a-b通过通量旁路部件连接，该通量旁路部件包括板的堆叠206a，该板的堆叠206a延伸到如本文所述的轭部分的相应层之间的相应轭部分中。。堆叠通过中间堆叠206b互连。为此，如本文所述，中间堆叠206b的板的端部与堆叠206a中的相应堆叠的端部交错。中间堆206b是共享的中间堆，因为它也是通量旁路组件的一部分，其分别将外圈24的轭部分205c与内圈22和23的轭部分205a，b连接。特别地，变压器芯包括延伸到外环的轭部中的板的堆叠206c。变压器芯还包括由板形成的中间叠层206d，该板弯曲成C形形式。C形堆206d的一端与从轭205c突出的堆206c的端部交错。C形堆叠206d的另一端与共享的中间堆叠206b交错。特别地，C形堆叠在共享的中间堆叠206b的中心部分处交错。因此，磁通旁路部件经由堆叠206c，206d，206b和206a在外环的磁轭部分205c之间形成通向内芯环的磁轭部分205a-b中的相应磁通部分的磁通路径。从图1的比较可以看出，参照图12。参照图9A至图9B，图9的实施方式为图9的实施方式。图12所示的装置需要较少的材料来形成通量旁路组件。在图12的示例中，变压器铁芯在平面铁芯的一侧包括磁通旁路组件。然而，将理解，其他实施例可以在平面芯的两侧上包括对应的通量旁路组件。

在列举几个装置的权利要求中，这些装置中的几个可以由一个并且是相同的元件，组件或硬件来体现。在互不相同的从属权利要求中叙述或在不同的实施例中描述某些措施的仅有事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。

应当强调的是，当在本说明书中使用术语“包括/包括”时，是用来指定存在所述特征，元件，步骤或组件，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征，元件，步骤。

Claims (10)

1.一种减少建筑因素的变压器芯，包括包括第一支脚，第二支脚和第三支脚的变压器芯，每个支脚被配置为被一个或多个变压器线圈围绕，并且每个支脚具有彼此相对的两端，该变压器芯还包括在第一支脚之间延伸的第一磁轭，支腿和第二支腿，在第一支腿和第三支腿之间延伸的第二轭，以及在第二支腿和第三支腿之间延伸的第三轭，其中，变压器铁芯包括第一磁通旁路组件，该第一磁通旁路组件延伸到所述一个或多个线圈的外部，并且配置为在第一磁轭和第二磁轭之间提供通过第一磁通旁路组件的磁通路径，并且其中第一磁通旁路组件具有一个第一端延伸到第一轭中，第二端延伸到第二轭中。

2.根据权利要求1所述的变压器芯；包括多个芯环，每个芯环限定两个腿部和两个轭部。

3.根据权利要求2所述的变压器芯，其中，所述多个芯环中的每个包括多个芯环层的堆叠，每个芯环层沿着所述芯环延伸，并且其中，所述第一通量旁路组件包括多个通量，旁路层中的至少一些磁通旁路层包括延伸到第一芯环的一个磁轭部分中的相应的第一端部，第一端部与芯环层交错。

4.根据权利要求3所述的变压器铁芯，其中，第一铁芯环的轭部的一个或多个第一铁芯环层被夹在所述第一磁通旁路组件的旁路层的端部与旁路的端部之间，第二磁通旁路组件的第二层，第二磁通旁路组件连接第一磁轭和第三磁轭。

5.根据权利要求4所述的变压器铁心；其中，对于第一芯环的轭部的每一对芯环层，其一个或多个通量旁路层的端部夹在它们之间，夹在所述一对之间的所有一个或多个通量旁路层延伸到另一个轭。

6.根据权利要求4或5所述的变压器芯；其中，从第一铁芯环的磁轭部分延伸到变压器铁芯的其他磁轭中的相应一个的磁通旁路层被第一铁心环的至少一个铁心环层隔开。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的变压器铁心；以及其中，第一芯环的各对芯环层之间的磁通旁路层交替地属于磁通旁路分量，该磁通旁路分量延伸至变压器芯的其他磁轭中的相应磁轭。

8.根据前述权利要求中任一项所述的变压器铁心；其中第一轭限定轭的主通量方向，并且第一通量旁路部件的第一端限定主通量提取方向，其中主通量提取方向限定相对于主通量方向的角度小于50°，例如小于45°，例如小于40°，例如30°或更小。

9.根据前述权利要求中任一项所述的变压器芯；其中，第一轭限定了轭的主通量方向；其中，第一磁轭与第一磁通旁路部件的第一端的表面的重叠部分接触；其中重叠部分沿着第一磁轭的主通量方向的范围，至少在跨越第一磁轭的宽度的一个位置处，为至少0.5cm，例如至少1cm，例如至少2cm，例如至少3厘米，例如至少4厘米。

10.根据权利要求9所述的变压器铁心；其中，第一轭具有沿与第一主磁通方向交叉的方向测量的宽度；并且其中重叠部分沿着磁轭的主通量方向并且在第一磁轭的整个宽度上的范围是至少0.5cm，例如至少1cm，例如至少2cm，例如至少3cm厘米，例如至少4厘米。