CN201323127Y - 一种非晶合金变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非晶合金变压器，确保其能安全承担短路电动力的冲击。其技术方案为：非晶合金变压器包括变压器线圈、非晶合金铁芯、框形夹件，框形夹件由两个旁夹件、一个上夹件和一个底夹件组成，在上夹件上安装有控制短路轴向力的控制压钉，在两个旁夹件和变压器线圈的相邻部位安装有抗冲击绝缘挡板，由底夹件支撑变压器线圈，变压器线圈支撑非晶合金铁芯。本实用新型应用于非晶合金变压器。

Description

一种非晶合金变压器

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，尤其涉及一种可抗高强度短路电动力冲击的非晶合金变压器。

背景技术

由于非晶合金变压器中使用的非晶合金材料独特的物理特性限制，非晶合金铁芯只能制造成矩形截面，为了提高材料利用率，几乎所有的设计方案全部配置矩形变压器线圈。众所周知，矩形与圆形相比，其抵抗外力避免变形的能力大大削弱，因此，配置矩形线圈和矩形铁芯的非晶合金变压器，对通过考核产品承受短路电动力冲击的短路试验，其技术难度非常大。特别是当变压器额定容量上升时，电动力按电流的平方成倍增长，通过测试的难度更大。更重要的是，非晶合金材料是一种对力的作用极其敏感的材料，当非晶合金铁芯受到电动力作用时，其损耗特性会迅速变坏，导致产品丧失节能效果甚至产生质量事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供了一种非晶合金变压器，确保其能安全承担短路电动力的冲击。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种非晶合金变压器，包括变压器线圈和非晶合金铁芯，其中，该非晶合金变压器还包括框形夹件，该框形夹件由两个旁夹件、一个上夹件和一个底夹件组成，在该上夹件上安装有控制短路轴向力的控制压钉，在该两个旁夹件和该变压器线圈的相邻部位安装有抗冲击绝缘挡板，由该底夹件支撑该变压器线圈，该变压器线圈支撑该非晶合金铁芯。

上述的非晶合金变压器，其中，该变压器线圈感应出的轴向力通过该抗冲击绝缘挡板传递给该框形夹件。

上述的非晶合金变压器，其中，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件均呈U型。

上述的非晶合金变压器，其中，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件的U型是由钢板直接折边而成。

上述的非晶合金变压器，其中，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件由高强度螺栓连接成呈矩形的该框形夹件。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型的非晶合金变压器包括了一个框形夹件，可承受电动力冲击且具有足够的安全裕度，相比现有技术大幅提高了非晶合金变压器承受短路电动力冲击的能力，确保非晶合金变压器的抗短路能力符合要求和抗冲击能力的设计裕度，并开辟了使大容量非晶合金变压器通过短路电动力测试的有效途径。

附图说明

图1是本实用新型的包含抗高强度电动力冲击结构的非晶合金变压器的实施例的结构图。

图2是本实用新型的包含抗高强度电动力冲击结构的非晶合金变压器的实施例的受力分析图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1示出了四框五柱式非晶合金变压器的器身结构，请参见图1，本实施例非晶合金变压器包括变压器线圈1、非晶合金铁芯2和框形夹件，其中框形夹件由U型上夹件3、U型底夹件4、左侧的U型旁夹件5、右侧的U型旁夹件6组成。在U型上夹件3上安装有控制短路轴向力的控制压钉7，在两个U型旁夹件5、6与变压器线圈1的相邻部位安装有抗冲击绝缘挡板8。由U型底夹件4支撑变压器线圈1，由变压器线圈1支撑非晶合金铁芯2的重量。非晶合金铁芯2不承担任何力的支撑，最终的非晶合金铁芯2和变压器线圈1的重量均由框形夹件来承担。

当变压器受到短路电动力冲击时，变压器线圈1中感应出的电动冲击力可分为幅向力和轴向力两部分，其中轴向力由控制压钉7承担，幅向力通过抗冲击绝缘挡板8直接传递给框形夹件。在此结构中，无论变压器运行在正常状态或短路发生时的状态，受框形夹件的保护，非晶铁芯始终不会承担任何力的作用，从而防止了短路冲击时非晶铁芯性能的受损或破坏。

U型上夹件3、U型底夹件4、左侧的U型旁夹件5、右侧的U型旁夹件6都是由钢板直接折边而成，除了能保护位于其中的非晶合金铁芯2外，U型的截面能使部件具备极大的抗弯曲模量，即具备极强的抗受力变形的能力。框形夹件是由这四个U型部件通过高强度螺栓9直接连接成一个整体矩形，这使得框形夹件具备了很强的整体结构强度。连接用的高强度螺栓9的截面的选择通过力的计算确保其能承担冲击力的作用而不损坏。

框形夹件的结构尺寸的确定必须满足能承受短路电动力冲击和足够的安全裕度。为了更精确地考核本新结构抵抗电动力冲击的能力，需要对本实施例的结构中短路电动力的方向和大小进行分析，图是2描述了新结构的受力分析，图中对结构部件承受的短路电动力进行了分解，并揭示了力的传递路径。

为方便分析与计算，这里假设将矩形线圈的四个角作为支撑点，从这几何位置上可将矩形线圈所承受的辐向力分为两种，一种是铁轭部位的辐向力F1，另一种是引线部位的辐向力F2。从受力分析看，在铁轭部位，三相内线圈的辐向力通过挤压铁心保护框而互相抵销，A、B相和B、C相外线圈的相间辐向力通过挤压相间隔板12互相抵销，A、C相外线圈的向外辐向力将通过挤压高强度抗冲击绝缘板8外传至端部旁夹件5，两个旁夹件上受到的力理论上大小相等，方向相反，在四个U形夹件组合成的框形夹件上可基本互相抵消。当两个相反方向上的力不对称时，相差的力再传至变压器箱壁13的P点处。即三相线圈在铁轭部位的辐向力最终将由U型夹件和变压器箱壁13承受，其理论值为1倍的F1，实际上由于线圈本身有一定的抗弯自保持能力，实际传至夹件的辐向电动力约为F1的二分之一到三分之二左右。在U形夹件组成的框形夹件上相互抵消后，外传到箱壁的电动力将不超过四分之一。

在引线部位，三相内线圈的向内辐向力通过挤压铁心2互相抵销，三相外线圈将各承受1倍的F2的向外拉力。

根据计算，低压线圈11在铁轭部位和引线部位处的弯曲应力均会超过许用应力，特别是铁轭部位的低压线圈处，是整个高低压线圈中短路应力最大的地方。短路冲击时，低压线圈11将向内坍缩压迫铁心2使铁心2受力。为避免铁心2受力影响空载性能，在线圈内部设计了铁芯保护骨架作支撑，必要时，还可在铁芯保护骨架中部增加一根加强支板，可将弹性支点距离减小至二分之一而使受力弯矩减小一倍。

上述分析可知，采用此结构后，主要的电动力将传递到框形夹件，并最终传递到箱壁，变压器箱壁作为一个强度可按需要设计的刚性构件，完全可设计成能安全承担短路电动力冲击。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本实用新型的，本领域普通技术人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (5)

1、一种非晶合金变压器，包括变压器线圈和非晶合金铁芯，其特征在于，该非晶合金变压器还包括框形夹件，该框形夹件由两个旁夹件、一个上夹件和一个底夹件组成，在该上夹件上安装有控制短路轴向力的控制压钉，在该两个旁夹件和该变压器线圈的相邻部位安装有抗冲击绝缘挡板，由该底夹件支撑该变压器线圈，该变压器线圈支撑该非晶合金铁芯。

2、根据权利要求1所述的非晶合金变压器，其特征在于，该变压器线圈感应出的轴向力通过该抗冲击绝缘挡板传递给该框形夹件。

3、根据权利要求1所述的非晶合金变压器，其特征在于，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件均呈U型。

4、根据权利要求3所述的非晶合金变压器，其特征在于，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件的U型是由钢板直接折边而成。

5、根据权利要求3所述的非晶合金变压器，其特征在于，该两个旁夹件、该上夹件和该底夹件由高强度螺栓连接成呈矩形的该框形夹件。

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