CN111477452A - 用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于变压器技术领域，具体公开了用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，包括如下步骤：(1)裁剪：将硅钢带裁剪成多个不同长度的硅钢片；(2)加工外框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成外框，其中外框呈“U”型；(3)加工副框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成两个副框，两个副框呈“U”型；(4)加工上铁轭：将步骤(1)中的硅钢片折叠成上铁轭；(5)组合外框：将步骤(2)中的外框和步骤(3)中的两个副框组合成外框；外框呈“山”型且包括三个铁柱；(6)加工线圈：将三个线圈分别套进外框的三个铁柱上；(7)拼合：将步骤(4)中的上铁轭与步骤(6)中的外框上部连接，形成卷铁芯。该工艺步骤简单，而且降低了成本。

Description

用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺

技术领域

本发明申请涉及变压器技术领域，具体涉及一种用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，变压器的主要功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。变压器可以分为干式变压器和油浸式变压器。干式变压器广泛用于局部照明、高层建筑、机场、码头CNC机械设备场所，简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。

近些年来随着技术和对变压器产品性能需求的提高，传统的斜接缝式铁芯堆叠工艺已经不能满足需求。传统铁芯叠积采用的方式是标准斜接缝方式，这种方式是将已纵向剪切成一定宽度的硅钢带，横剪成一定形状和尺寸的硅钢片，再将硅钢片叠积起来组成变压器铁芯，这种叠积方式的叠积平面是以轭片与柱片组成的平面为堆叠面，装入线圈之后再将铁轭按照原来的位置一片片插回去，工艺复杂，不便于制造，降低生产效率，而且性能不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，采用该工艺生产铁芯步骤简单，便于操作，而且降低了成本。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，包括如下步骤：

(1)裁剪：将硅钢带裁剪成多个不同长度的硅钢片；

(2)加工外框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成外框，其中外框呈“U”型；

(3)加工副框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成两个副框，两个副框呈“U”型；

(4)加工上铁轭：将步骤(1)中的硅钢片折叠成上铁轭；

(5)组合外框：将步骤(2)中的外框和步骤(3)中的两个副框组合成外框；外框呈“山”型且包括三个铁柱；

(6)拼合：将步骤(4)中的上铁轭与步骤(6)中的外框上部连接，形成卷铁芯。

进一步，所述步骤(1)中，还包括对硅钢片退火。

进一步，步骤(4)中，所述上铁轭包括主铁轭和两个上铁轭，所述主铁轭和两个上铁轭分别呈“U”型。

进一步，所述内框由多组硅钢片组而成；所述副框由多组硅钢片组合而成。

进一步，所述主上轭由多组硅钢片组合而成，所述副上轭由多组硅钢片组合而成，所述主上轭的硅钢片的数量与所述内框的硅钢片的数量相同，所述副上轭的硅钢片的数量与所述副框的硅钢片的数量相同。

进一步，所述外框和内框的拐角处均设有折角，所述折角与外框或内框的框边所形成的角度为135°。

进一步，所述退火温度为800-840℃。

进一步，所述退火温度为820℃。

采用本技术方案的工作原理和有益效果在于：采用本工艺生产折叠型铁芯，生产的铁芯的结构比传统叠铁芯圈内直径与铁芯间间距可减小，线圈可采用半油道结构而减小中心距，因此可降低铁芯和线圈重量，降低铁损和线圈铜损，成本更有优势，比传统叠积式铁芯生产工艺更简单。

而且本申请中将剪折工艺集于一身，为变压器线圈装配预留了便捷的空间，可以减少操作步骤，提高生产效率，并可以使产品性能更为优化，可以提前生产线圈并能够快速装配。并且采用本工艺生产的铁芯的加工工艺对硅钢的应力产生较小而获得较为优质的铁芯性能。开口折叠式铁芯节电效果显著、噪音大大降低、散热及过载能力更强、结构紧凑体积小等，应用于干式配电变压器尤为显著。

采用本工艺生产的铁芯，既保留了原有闭口铁芯的全部性能优势，又将传统的插板工艺进行融合，使得产品具有可维修性；在生产过程中若产生不合格现象，只需更换响应线圈即可。而且采用本工艺可以省去了大量昂贵的浇筑模具，及降低了制造成本，又节约了大量时间。本工艺对硅钢片进行退火，可以保证硅钢片材料的损耗要求。

每级阶梯步长大于5mm，减少了铁芯片型，便于加工。阶梯接缝级数不少于5级，相邻层间不大于0.015mm。这样可以提高填充系数，提高铁芯利用率，增大截面积。

附图说明

图1是采用实施例的生产工艺生产出的铁芯的主视图；

图2是本发明图1中的A-A剖视图；

图3退火热处理工艺曲线图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：说明书附图中的附图标记包括：铁芯本体1、第一铁芯框2、第二铁芯框3、第三铁芯框4、硅钢片5。

用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，包括如下步骤：

(1)裁剪：将硅钢带裁剪成多个不同长度的硅钢片；

(2)加工外框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成外框，其中外框呈“U”型；

(3)加工副框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成两个副框，两个副框呈“U”型；

(4)加工上铁轭：将步骤(1)中的硅钢片折叠成上铁轭；

(5)组合外框：将步骤(2)中的外框和步骤(3)中的两个副框组合成外框；外框呈“山”型且包括三个铁柱；

(6)加工线圈：将三个线圈分别套进外框的三个铁柱上；

(7)拼合：将步骤(4)中的上铁轭与步骤(6)中的外框上部连接，形成卷铁芯。

其中，所述步骤(1)中，还包括对硅钢片退火，退火温度为820℃，退火时间及具体温度如图3所示。

其中，步骤(4)中，所述上铁轭包括主铁轭和两个上铁轭，所述主铁轭和两个上铁轭分别呈“U”型。

其中，内框由多组硅钢片组而成；副框由多组硅钢片组合而成。

其中，主上轭由多组硅钢片组合而成，副上轭由多组硅钢片组合而成，主上轭的硅钢片的数量与内框的硅钢片的数量相同，副上轭的硅钢片的数量与副框的硅钢片的数量相同。且每组硅钢片的宽度不同。

采用本工艺生产的铁芯如附图1和图2所示：包括铁芯本体1、高压线圈和低压线圈；铁芯本体1采用三相三柱式结构，每组铁芯包括第一铁芯框2(即外框)、第二铁芯框3和第三铁芯框4(即副框)，第一铁芯框2和第二铁芯框3形状相同，且第一铁芯框2和第二铁芯框3均小于第三铁芯框4，第一铁芯框2、第二铁芯框3和第三铁芯框4均由两种片宽的硅钢片5卷制而成，第一铁芯和第二铁芯相邻设置且均被第三铁芯包裹，第三铁芯与第一铁芯和第二铁芯相邻的边以及第二第一铁芯和第二铁芯相邻的边分别构成铁芯柱，高压线圈和低压线圈分别套装在三个铁芯柱上(图中未画出高压线圈和低压线圈)。铁芯本体1的横截面设有倒角。可以使铁芯本体1具有空载电流小，空载电流的谐波小，噪音大幅度降低，还具有很强的过励磁能力等优点。第一铁芯框2/第二铁芯框3/第三铁芯框4的间隙＜2mm。阶梯每级步长大于5mm。阶梯接缝级数不少于5级，相邻层间不大于0.015mm。接缝距转角长＞10mm。铁芯本体1横截面为两个矩形对拼结构。铁芯本体1横截面为两个矩形对拼结构，既方便铁芯本体1的制造，也便于将铁芯本体1安装到变压器上。硅钢片5的对接口均设置在第一铁芯框2/第二铁芯框3/第三铁芯框4底部的中间。这样便于铁芯的制造，而且能够减少铁芯框间的距离，减少空载。

采用本工艺生产折叠型铁芯，生产的铁芯的结构比传统叠铁芯圈内直径与铁芯间间距可减小，线圈可采用半油道结构而减小中心距，因此可降低铁芯和线圈重量，降低铁损和线圈铜损，成本更有优势，比传统叠积式铁芯生产工艺更简单，完全符合国家对节能、绿色、环保的总体思路。

而且本申请中将剪折工艺集于一身，为变压器线圈装配预留了便捷的空间，可以减少操作步骤，提高生产效率，并可以使产品性能更为优化，可以提前生产线圈并能够快速装配。并且采用本工艺生产的铁芯的加工工艺对硅钢的应力产生较小而获得较为优质的铁芯性能。开口折叠式铁芯节电效果显著、噪音大大降低、散热及过载能力更强、结构紧凑体积小等，应用于干式配电变压器尤为显著。

该铁芯还设有阶梯；阶梯每级步长大于5mm。每级阶梯步长大于5mm，减少了铁芯片型，便于加工。阶梯接缝级数不少于5级，相邻层间不大于0.015mm。这样可以提高填充系数，提高铁芯利用率，增大截面积。阶梯接缝距转角长度大于10mm。转角大于10mm便于加工，小于10mm对铁芯曲率半径过小，对铁芯片有损伤。这样降低对铁芯的损伤。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)裁剪：将硅钢带裁剪成多个不同长度的硅钢片；

(2)加工外框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成外框，其中外框呈“U”型；

(3)加工副框：将步骤(1)中的硅钢片折叠成两个副框，两个副框呈“U”型；

(4)加工上铁轭：将步骤(1)中的硅钢片折叠成上铁轭；

(5)组合外框：将步骤(2)中的外框和步骤(3)中的两个副框组合成外框；外框呈“山”型且包括三个铁柱；

(6)拼合：将步骤(4)中的上铁轭与步骤(6)中的外框上部连接，形成卷铁芯。

2.根据权利要求1所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1)中，还包括对硅钢片退火。

3.根据权利要求2所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：步骤(4)中，所述上铁轭包括主铁轭和两个上铁轭，所述主铁轭和两个上铁轭分别呈“U”型。

4.根据权利要求3所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述内框由多组硅钢片组而成；所述副框由多组硅钢片组合而成。

5.根据权利要求4所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述主上轭由多组硅钢片组合而成，所述副上轭由多组硅钢片组合而成，所述主上轭的硅钢片的数量与所述内框的硅钢片的数量相同，所述副上轭的硅钢片的数量与所述副框的硅钢片的数量相同。

6.根据权利要求6所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述外框和内框的拐角处均设有折角。

7.根据权利要求2所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述退火温度为800-840℃。

8.根据权利要求7所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述退火温度为820℃。

9.根据权利要求6所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：所述折角与外框或内框的框边所形成的角度为135°。

10.根据权利要求9所述的用于干式变压器的折叠型铁芯的生产工艺，其特征在于：

还设有阶梯和阶梯接缝；阶梯每级步长大于5mm，梯接缝级数不少于5级，相邻层间不大于0.015mm。

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