CN202275698U - 平面三相四框双开口卷铁芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平面三相四框双开口卷铁芯，它包括四个独立的铁芯框，每个铁芯框均由上半部铁芯与下半部铁芯对插形成，上半部铁芯的两端部与下半部铁芯的对应两端部对插形成铁芯框；上半部铁芯由若干片硅钢片弯折形成，下半部铁芯由若干片硅钢片弯折形成，上半部铁芯与下半部铁芯中的硅钢片总数相同；每个铁芯框中的上半部铁芯与下半部铁芯对插后，上半部铁芯中的硅钢片端部与下半部铁芯中对应硅钢片端部的形成对插缝隙，且相邻两个对插缝隙呈错位设置。本实用新型可以避免安装时硅钢片变形导致的损耗增加，可以适应不同截面铁芯的安装要求。

Description

平面三相四框双开口卷铁芯

技术领域

本实用新型涉及一种变压器铁芯，尤其是一种平面三相四框双开口卷铁芯。

背景技术

目前，配电电力变压器批量生产制造中，常见的平面铁芯结构有叠片结构（图1）、连续卷绕三相三框结构（图2）以及国外常用的断轭三相四框卷铁芯结构（图3）。

叠片结构的铁芯如图1所示，每层至少有接缝a、b、c、d、e、f的存在。并且在接缝处磁路的方向和硅钢片轧制方向有夹角，这会带来额外的损耗增加。由于接缝的磁阻远大于硅钢片的磁阻，以及磁路和硅钢片轧制方向的不一致，所以叠片结构铁芯在损耗和励磁电流上都是比较高的。由于铁芯结构是可拆分的，叠片结构铁芯的截面可以采用圆以外的各种形状，配套的线圈也可以单独制作后套装完整组合，生产效率和精度可以很好的保证。早期平面叠片结构的铁芯是采用阶梯圆截面结构（图4）。

在市场竞争和成本约束的大环境下，市场上出现了截面为扁圆形状的平面叠片结构铁芯（图5），这种结构相比同等截面积的阶梯圆截面结构，减小了铁芯柱之间的距离，这样减小了铁芯重量，并因此降低了铁芯的空载损耗。所以在获得相同技术要求的前提下，扁圆截面相对圆截面是更具成本优势的结构。当前市面上多见的配电变压器叠片结构铁芯均采用了扁圆截面结构。

连续卷绕三相三框结构的铁芯如图2所示，硅钢片是连续绕制而成的。由于磁路闭合的需要，磁场将穿越硅钢片层与层之间的气隙一次。并且磁场的方向和硅钢片的轧制方向是吻合的，在去应力退火后能达到很好的性能，实际生产中大幅降低的损耗以及励磁电流，很好的证明了这一点。但是由于封闭的结构，配套线圈只能在铁芯上绕制完成，并且由于绕制的需要，铁芯截面必须为圆截面。生产安排以及装配工艺相对比较复杂，对生产人员的要求较高。

国外常用的断轭三相四框卷铁芯结构如图3所示，在连续绕制铁芯结构的基础上采用了矩形的截面结构以及在铁轭处引入步进接缝的断口（图6），并采用四框的结构。这种方案很好的解决了前述连续卷绕铁芯由于封闭结构带来的问题和劣势，并且铁芯结构由四个独立的小框组成，方便实现批量自动化制作，在人工成本很高的国外使用广泛。但是在实际生产中，这种结构在最后的线圈和铁芯套装过程中，由于硅钢片在插入线圈的过程中，断口区左右转角区域（图3的2所示位置）的硅钢片需要伸直才能顺利套装，已经定型的转角区的硅钢片会由于伸直变形导致损耗大幅度增加。铁芯的性能受硅钢片厚度以及操作人员的影响较大。在国内对铁芯损耗要求严格，以及矩形线圈制作较困难的影响下，采用这种铁芯结构的变压器厂家并不多。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以解决断轭三相四框卷铁芯套装过程引入额外损耗问题的平面三相四框双开口卷铁芯。

按照本实用新型提供的技术方案，所述平面三相四框双开口卷铁芯，它包括四个独立的铁芯框，每个铁芯框均由上半部铁芯与下半部铁芯对插形成，上半部铁芯的两端部与下半部铁芯的对应两端部对插形成铁芯框；上半部铁芯由若干片硅钢片弯折形成，下半部铁芯由若干片硅钢片弯折形成，上半部铁芯与下半部铁芯中的硅钢片总数相同；每个铁芯框中的上半部铁芯与下半部铁芯对插后，上半部铁芯中的硅钢片端部与下半部铁芯中对应硅钢片端部的形成对插缝隙，且相邻两个对插缝隙呈错位设置。

所述上半部铁芯中相邻两片硅钢片的一侧端面呈错位设置，上半部铁芯中相邻两片硅钢片的另一侧端面呈反向错位设置。所述下半部铁芯中相邻两片硅钢片的一侧端面呈错位设置，下半部铁芯中相邻两片硅钢片的另一侧端面呈反向错位设置。

所述上半部铁芯中相邻两片硅钢片的一侧端面呈错位设置，与上半部铁芯中相邻两片硅钢片相配对的下半部铁芯中对应相邻两片硅钢片的同侧端面呈反向错位设置。

上半部铁芯与下半部铁芯的对插形成端面形状为圆角长方形、扁圆形或者圆形铁芯框。

本实用新型可以避免安装时硅钢片变形导致的损耗增加，可以适应不同截面铁芯的安装要求，工艺简单，机械化和自动化程度高。

附图说明

图1是平面叠片式结构变压器铁芯示意图。

图2是平面连续绕制三相三框结构变压器铁芯示意图。

图3是国外常用平面断轭三相四框卷铁芯变压器铁芯示意图。

图4是平面叠片结构圆截面变压器铁芯截面示意图。

图5是平面叠片结构扁圆截面变压器铁芯截面示意图。

图6是平面断轭三相四框卷铁芯变压器铁芯步进接缝断口区示意图。

图7是本实用新型的结构示意图。

图8是本实用新型的对插安装示意图。

图9是图7中I部分的放大图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图所示，本实用新型主要由上半部铁芯1、下半部铁芯2、硅钢片3与对插缝隙4等部件构成。

该平面三相四框双开口卷铁芯，它包括四个独立的铁芯框，每个铁芯框均由上半部铁芯1与下半部铁芯2对插形成，上半部铁芯1的两端部与下半部铁芯2的对应两端部对插形成铁芯框，使得每个铁芯框具有双开口；上半部铁芯1由若干片硅钢片3弯折形成，下半部铁芯2由若干片硅钢片3弯折形成，上半部铁芯1与下半部铁芯2中的硅钢片3总数相同；每个铁芯框中的上半部铁芯1与下半部铁芯2对插后，上半部铁芯1中的硅钢片3端部与下半部铁芯2中对应硅钢片3端部的形成对插缝隙4，且相邻两个对插缝隙4呈错位设置。

所述上半部铁芯1中相邻两片硅钢片3的一侧端面呈错位设置，上半部铁芯1中相邻两片硅钢片3的另一侧端面呈反向错位设置，例如上半部铁芯1中的第一硅钢片3与第二硅钢片3为相邻两片，如果在左侧，第一硅钢片3的端面比第二硅钢片3的端面向下超出距离为a，则在右侧，第一硅钢片3的端面比第二硅钢片3的端面向上缩进距离为a。

所述下半部铁芯2中相邻两片硅钢片3的一侧端面呈错位设置，下半部铁芯2中相邻两片硅钢片3的另一侧端面呈反向错位设置，例如下半部铁芯2中的第一硅钢片3与第二硅钢片3为相邻两片，如果在左侧，第一硅钢片3的端面比第二硅钢片3的端面向下超出距离为a，则在右侧，第一硅钢片3的端面比第二硅钢片3的端面向上缩进距离为a。

所述上半部铁芯1中相邻两片硅钢片3的一侧端面呈错位设置，与上半部铁芯1中相邻两片硅钢片3相配对的下半部铁芯2中对应相邻两片硅钢片3的同侧端面呈反向错位设置，例如在左侧，上半部铁芯1中的第一硅钢片3与第二硅钢片3为相邻两片，第一硅钢片3的端面比第二硅钢片3的端面向下超出距离为a，则在左侧，下半部铁芯2中，与上述两片对应的两片为第三硅钢片3与第四硅钢片3，第三硅钢片3的端面与第四硅钢片3的端面向下缩进的距离为a。

上半部铁芯1与下半部铁芯2的对插形成端面形状为圆角长方形、扁圆形或者圆形铁芯框。

如图7所示，本实用新型由四只独立的铁芯框组成。每个铁芯框又由上部分的上半部铁芯1（图八中1、2、3、4）和下部分的下半部铁芯2 (图八中5、6、7、8）组成，每个上半部铁芯1与下半部铁芯2均由相同数量的硅钢片3叠集而成，断口部分通过控制叠集的每张硅钢片长度和相对位置，使对应的上下部分按照图9所示的结构能够形成步进阶梯状。同时保证上下对应配合形成闭合磁路，最终装配成如图6所示步进接缝断口结构。

本实用新型把断轭三相四框卷铁芯的对插缝隙4（即步进接缝断口区）从铁轭区移到铁芯柱区。

本实用新型的铁芯结构同样可以套装线圈，并且上半部铁芯1与下半部铁芯2对插插入线圈的过程不存在需要改变已定形硅钢片3形状的情况，因而避免了硅钢片3变形导致的损耗增加。虽然把步进接缝断口区从铁轭区移动到铁芯柱区，对于磁路来说增加了一个断口，但是由于采用了步进接缝的结构，因此，由于增加了一个断口而增加的损耗是非常小的。

本实用新型的铁芯截面不必限制为圆截面。依据不同的生产条件，矩形截面、扁圆截面都是可以实施的，有利于成本的降低。

本实用新型采用平面三相四框的结构，铁芯由四个独立的铁芯框组成。由于四个铁芯框相对独立，尺寸上的偏差不会互相干涉，工艺简单，机械化和自动化程度高。

本实用新型中，上半部铁芯1与下半部铁芯2对插形成端面形状为圆角长方形的铁芯框，扁圆形应视为圆角长方形一种特例。

Claims (5)

1. 一种平面三相四框双开口卷铁芯，它包括四个独立的铁芯框，其特征是：每个铁芯框均由上半部铁芯（1）与下半部铁芯（2）对插形成，上半部铁芯（1）的两端部与下半部铁芯（2）的对应两端部对插形成铁芯框；上半部铁芯（1）由若干片硅钢片（3）弯折形成，下半部铁芯（2）由若干片硅钢片（3）弯折形成，上半部铁芯（1）与下半部铁芯（2）中的硅钢片（3）总数相同；每个铁芯框中的上半部铁芯（1）与下半部铁芯（2）对插后，上半部铁芯（1）中的硅钢片（3）端部与下半部铁芯（2）中对应硅钢片（3）端部的形成对插缝隙（4），且相邻两个对插缝隙（4）呈错位设置。

2.如权利要求1所述的平面三相四框双开口卷铁芯，其特征是：所述上半部铁芯（1）中相邻两片硅钢片（3）的一侧端面呈错位设置，上半部铁芯（1）中相邻两片硅钢片（3）的另一侧端面呈反向错位设置。

3.如权利要求1所述的平面三相四框双开口卷铁芯，其特征是：所述下半部铁芯（2）中相邻两片硅钢片（3）的一侧端面呈错位设置，下半部铁芯（2）中相邻两片硅钢片（3）的另一侧端面呈反向错位设置。

4.如权利要求1所述的平面三相四框双开口卷铁芯，其特征是：所述上半部铁芯（1）中相邻两片硅钢片（3）的一侧端面呈错位设置，与上半部铁芯（1）中相邻两片硅钢片（3）相配对的下半部铁芯（2）中对应相邻两片硅钢片（3）的同侧端面呈反向错位设置。

5.如权利要求1所述的平面三相四框双开口卷铁芯，其特征是：上半部铁芯（1）与下半部铁芯（2）的对插形成端面形状为圆角长方形、扁圆形或者圆形铁芯框。

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