CN1885450A - 三相卷绕铁心及三相变压器 - Google Patents

Abstract

为了解决利用卷绕铁心制造大型三相变压器时的制作工序增多、制造设备大型化的问题，通过分割周长较长的三相外铁心，可以抑制铁心的切断长度，实现一块铁心的轻量化，在不恶化作业性的情况下制作三相卷绕铁心，组装变压器。本发明的三相卷绕铁心包括：第一内铁心(1)和第二内铁心(2)；及大致呈矩形配置在这些内铁心外周上的外铁心(3)，第一内铁心(1)及第二内铁心(2)分别在一处内铁心接合部(4、5)接合，上述外铁心(3)被分成多个，在编人员上述大致呈矩形的上下轭铁部或位于拐角部的多处外铁心接合部(6、7)接合以制成三相卷绕铁心。

Description

三相卷绕铁心及三相变压器

技术领域

本发明涉及使用了硅钢片制的三相卷绕铁心的三相变压器等的静止感应设备。

背景技术

作为用于三相变压器的铁心，公知的有叠层铁心和卷绕铁心，叠层铁心适用于较大型的变压器。如图7所示，叠层铁心由线圈腿部1a～1c和轭铁部2a、2b构成，使各部分的接合部以45°的切角对接。三相叠层铁心的情况，对接处3d有六处，该接合形状对特性有很大的影响，接合处越少越能改善特性。另外，因为磁通在变压器中的流动是在铁心外侧没有什么磁通流动，因此在拐角部使用铁心是一种浪费。在叠层铁心的制作工序中，上轭铁部2a、下轭铁部2b、U相腿部1a、V相腿部1b和W相腿部1c的形状种类很多，需要很多切断作业的准备工时。另外，在切断后的铁心形成时，将硅钢片一张张叠层的作业也需要很多工时。

与此相对，图8所示的三相变压器的卷绕铁心的情况，与叠层铁心情况的硅钢片的叠层方向不同，由于做成沿磁通的流向的形状，因此与叠层铁心相比，能够抑制铁心使用量。另外，将切断后的硅钢片以原样叠层，并做成圆环状之后，能够使用成形模做成矩形后转移至退火工序。由于该工序易于机械化，手工作业比叠层铁心少，因而能以低成本制造。另外，由于对接处3d少，铁心的损失减少，因此优点较多。

但是，在制造大型卷绕铁心时，由于硅钢片的切断工序、卷圆工序、矩形成形工序、退火工序等各工序的设备都大型化，因此很难制作卷绕铁心，通常，大型铁心的情况，往往用叠层铁心制作变压器。

作为三相卷绕铁心的其他现有例，公知的有专利文献2：日本特开2001-284136号公报，专利文献3：日本特开2005-72161号公报和专利文献4：实开昭62-12914号公报所示的结构。从图9至图11表示记载在该专利文献2至专利文献4中的三相卷绕铁心结构的现有例。

在记载在图9中的三相卷绕铁心的现有例中，在并列两个内侧卷绕铁心13、13的外周上配置第一卷绕体14和第二卷绕体15，形成外侧卷绕铁心16。此时，内侧卷绕铁心13和外侧卷绕铁心14都分别具有一个切断部17。

另外，在记载在图10的三相三腿式的卷绕铁心20的现有例中，在一对内侧卷绕铁心21、21的外周上配置外侧卷绕铁心23、23，内侧卷绕铁心和外侧卷绕铁心都具有两个接缝部分24、24。另外，在上述一对外磁卷绕铁心23、23的外周上配置有外周卷绕铁心，具有各自的两个倾斜面的接缝部分28、28。在记载在图10的三相卷绕铁心中，由于接缝部分位于腿部，因此产生由高频振动导致的噪音，为了抑制该噪音，必须用压板或带固定。

另外，在记载在图11中的三相三腿卷绕铁心的现有例中，具有由邻接卷绕铁心配置的两个内铁心2和包围这些内铁心2外周的外铁心3b构成的三相三腿卷绕铁心的结构，使搭接接合部5b分散在外铁心3b的磁轭直线部的整个区域以形成外铁心3b。两个内铁心具有一处接合部，外铁心具有分散在直线部整个区域的一处接合部。

另外，作为单相卷绕铁心结构的现有例，公知的有专利文献4及专利文献5：日本特开2000-188219号公报所记载的内容。

图12及图13表示该单相卷绕铁心结构的现有例。

在图12所记载的单相卷绕铁心结构的现有例中，内周侧卷绕铁心块在每一圈上具有一处对接接合部，外周侧铁心块在每一圈上具有两处对接接合部，将外周侧铁心块的两处对接接合部配置在卷绕铁心的拐角部附近的腿部上。

另外，在记载在图13的单相卷绕铁心结构的现有例中，记载了将卷绕铁心2的外周侧块5分割成两部分，在卷绕铁心的两个拐角部上具有接合部的单相卷绕铁心。

在实现大型静止感应设备的小型化方面，虽然卷绕铁心化是有效的方法，但会导致制作工序的增多、制造设备的大型化。作为解决这些问题的对策，分割周长较长的三相外铁心是有效的。它可以抑制铁心的切断长度，另外，通过分割可以实现一块铁心的轻量化，而未使作业性恶化地制作铁心；另外，在组装线圈和铁心的作业中，对作业性也是有效的。另外，关于该接合部的形状，使其对制品特性不带来影响也是要解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于解决这些问题。

本发明为了解决卷绕铁心大型化的问题，在卷绕铁心制作工序中将三相外铁心分割为两部分，通过将外铁心接合部配置在外铁心的上下轭铁部或拐角部上，从而缩短了切断长度的同时，可使用与小型卷绕铁心相同的设备来进行制作。

另外，通过考虑到接合部的形状、方式，以便抑制铁心特性的恶化。另外，铁心接合部形状的不同对变压器的尺寸也带来影响。例如，当接合部采用阶梯状搭接方式时，铁心的外形尺寸虽不变，但铁心的损失增大，与此相反，若采用重叠方式，铁心损失虽得到改善，但由于接合部的尺寸增大，因此对制品尺寸造成影响。

本发明通过将三相外铁心的两处接合部和上述两种接合方式进行组合，从而提供一种考虑了作业性及制品特性、尺寸的三相卷绕铁心及三相变压器。

采用本发明，可抑制铁心材料的使用量，并且可制造紧凑的三相卷绕铁心及三相变压器的同时能够降低成本。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例子图。

图2是表示本发明第二实施例子图。

图3是表示本发明第三实施例子图。

图4是表示本发明第四实施例子图。

图5是表示本发明第五实施例子图。

图6是表示使用了本发明的三相卷绕铁心的三相变压器的外观例子图。

图7是表示三相叠层铁心的现有例子图。

图8是表示三相卷绕铁心的现有例子图。

图9是表示三相卷绕铁心的其它现有例子图。

图10是表示三相卷绕铁心的其它现有例子图。

图11是表示三相卷绕铁心的其它现有例子图。

图12是表示单相卷绕铁心连接部的现有例子图。

图13是表示单相卷绕铁心连接部的现有例子图。

图中：

1a—叠层铁心U相腿部，1b—叠层铁心V相腿部，1c—叠层铁心W相腿部，2a—叠层铁心上部轭铁部，2b—叠层铁心下部轭铁部，3d—铁心对接部，1—第一内铁心，2—第二内铁心，3—外铁心，4、5—内铁心接合部，5、6、7、8、9—外铁心接合部

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。

实施例1

图1表示本发明的第一实施例。如图1所示，三相卷绕铁心由第一内铁心1和第二内铁心2及外铁心3组合而构成。因为变压器的铁心磁通密度分布集中在内铁心，因此，为抑制铁心损失，理想的是分别在内铁心1、内铁心2上设置一处内铁心接合部4、内铁心接合部5，而不对其进行分割。另外，内铁心的情况，由于硅钢片的切断长度比较短，因此在制造工序上不受特别制约，一处接合即可。

与此相对，若外铁心设置一处接合部，则切断长度变长，另外，如配置呈矩形成形，则外形尺寸增大，容易受到设备的制约。因此，提供一种将外铁心分割为两部分，能缩短其周长，不受设备制约并且不使作业性恶化地进行制作的铁心。

另外，通过将外铁心接合部6、7设置在外铁心的上下轭铁部，以便能够确认接合部的状态，能够使缺陷表面化。另外，由于外铁心接合部未位于腿部，因此不必设置用于抑制因高频振动而产生的噪声的压板或带等的固定部件。

另外，外铁心接合部7、8通过采用将接合部的空隙错开呈阶梯状而接合的阶梯状搭接方式，其优点是能够抑制外铁心接合部厚度的增大，能平坦地形成下轭铁部。

实施例2

图2表示本发明的第二实施例。第一实施例所示的阶梯状搭接方式的外铁心接合部能抑制接合部的尺寸的反面教材是，容易阻碍磁通的流动，使铁心的损失增大。因此，通过将外铁心接合部的至少一方做成重叠方式，以便抑制铁心的损失。图2的情况，通过将重叠方式的外铁心连接部7配置在上部轭铁部上，则能减轻变压器尺寸的增大。这是由于在上部零件与外铁心上端之间有间隙，另外，在上部配置有接线用的端子，因此能够在该尺寸范围内容纳重叠接合部的尺寸增加部分。

实施例3

再有，如图3所示，若上下的外铁心接合部6、7都采用重叠方式的接合部，则能进一步实现外铁心损失的抑制。

这里，由于形成于下轭铁部上的外铁心接合部的连接部尺寸变大，因此铁心不稳定。为实现稳定，最好是装入与下部搭接部的尺寸增大部分相同厚度的衬垫中。

实施例4

如图4所示，通过将外铁心接合部6、7配置在外铁心3的矩形状对角线上的拐角部上，则可抑制因重叠而导致的制品尺寸的大型化。

实施例5

还有，如图5所示，使用四个拐角部分散外铁心接合部6、7、8、9，若在一个拐角部上以有外铁心接合部的层和无外铁心接合部的层混在一起的方式配置外铁心接合部6、7、8、9，则可减小外铁心接合部的存在对铁心外形尺寸的影响。

实施例6

图6表示采用了上述各实施例的三相卷绕铁心的三相变压器的外观的例子。

在图6中，三相变压器是将上述各实施例的三相卷绕铁心和安装在上述三相卷绕铁心的三条腿中的多个线圈组合而成。

本发明虽将三相变压器的三相卷绕铁心作为实施例进行了说明，但本发明的三相卷绕铁心不限于三相变压器，所有需要使用硅钢片制的卷绕铁心的电机机械都可以利用。

Claims (7)

1.一种三相卷绕铁心，包括：第一内铁心和第二内铁心；及大致呈矩形地配置在这些内铁心外周上的外铁心，其特征在于：

上述第一内铁心及第二内铁心分别用一处内铁心接合部接合，上述外铁被分为多个，用上述大致呈矩形的上下轭铁部或位于拐角部的多处外铁心接合部接合。

2.根据权利要求1所述的三相卷绕铁心，其特征在于：上述外铁部接合部是阶梯状搭接方式或者重叠方式的接合部。

3.根据权利要求2所述的三相卷绕铁心，其特征在于：上述阶梯状搭接方式的外铁心接合部位于上述外铁心的下轭铁部上。

4.根据权利要求2所述的三相卷绕铁心，其特征在于：上述重叠方式的外铁心接合部位于上述外铁心的下轭铁部上，设置与重叠方式的外铁心接合部的尺寸增大部分相同厚度的衬垫。

5.根据权利要求2所述的三相卷绕铁心，其特征在于：上述重叠方式的外铁心接合部位于大致呈矩形配置的上述外铁心的对角线上的拐角部处。

6.根据权利要求5所述的三相卷绕铁心，其特征在于：上述重叠方式的外铁心接合部的一部分位于大致呈矩形配置的上述外铁心一条对角线上的各拐角部上，上述外铁心接合部的其它部分位于大致呈矩形配置的上述外铁心的另一条对角线上的各拐角部上。

7.一种三相变压器，其特征在于，具备：上述权利要求1至权利要求6所述的三相卷绕铁心；和安装在上述三相卷绕铁心的腿部上的多个线圈。

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