CN203799837U - 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，包括有铁心和线圈，所述铁心包括有两块由非晶合金磁性材料制成的U形磁铁，所述U形磁铁包括两根条状的柱脚和一个弧形的磁轭，所述线圈包括圆筒状的一次线圈和二次线圈。本实用新型是在线圈内表面上覆盖了由橡胶制成的第一绝缘层，由此可以将铁心与线圈内表面之间隔离开来，从而可以防止铁心与线圈内表面发生直接摩擦而产生非晶合金碎片；另外，由于在一次线圈的两个端面上设置有第二绝缘层，在二次线圈的两个端面上设置有第三绝缘层，由上述的第二绝缘层和第三绝缘层可以将线圈的端面以及两个U形磁铁完全包裹起来，这样就可以防止非晶合金碎片掉入变压器油中，影响线圈的绝缘性能。

Description

一种非晶合金变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及一种非晶合金变压器。

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（磁芯）。而非晶合金铁心变压器是一种用新型导磁材料——非晶合金制作铁芯而成的变压器，它比硅钢片作铁芯变压器的空载损耗(指变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗)下降80%左右，空载电流(变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流)下降约85%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等配变利用率较低的地方。

现有技术中，在专利号为201110139988.6的中国发明专利公开说明书中公开了一种非包封立体卷铁心非晶合金干式变压器,属于电力设备的技术领域。所述的非包封立体卷铁心非晶合金干式变压器,主要是体现在此类变压器的非晶合金铁心为三维立体结构,立体卷铁心的三个下铁轭坐落在下夹件焊接的基座上,上夹件和下夹件通过压紧螺杆连接,低压线圈为圆形箔绕或圆筒式结构,高压线圈采用NOMEX纸材料包无氧铜线绕制并真空压力浸漆,并结合上垫块和下垫块来支撑和压紧高低压线圈,使产品结构形成一个立体的刚体框架结构。

上述专利公开了现有技术中常见的非晶合金铁心变压器的结构，即包括铁心和线圈，线圈是缠绕在铁心上的，且呈圆筒式结构。此外，和大多数变压器一样，非晶合金变压器中的铁心是浸泡在变压器油（一种公知的绝缘油）中的，从而防止初级线圈和次级线圈产生的电弧连通烧坏变压器。但是，由于非晶合金磁性材料在加工时要经过退火工序，在退火之后极脆，将铁心插入线圈的过程中，由于铁心要与线圈之间产生摩擦，容易造成磨损导致产生一些小的非晶合金碎片，这些碎片常常会从线圈端平面进入到线圈内部，使线圈的绝缘性能下降；同时，在运输的过程中的振动以及变压器工作时产生的冲击也会使得铁心的端面开裂，其造成的细微碎末会飞散到变压器油中破坏线圈的绝缘性能。

对于这种情况，在专利号为201310405609.2的中国发明公开说明书中公开了一种清除油浸式非晶合金变压器中非晶合金碎屑的装置。该装置在油浸式非晶合金变压器的箱体内侧底部或外侧的保护罩中，对应安装内置式或外置式清除装置，通过变压器运行时变压器油冷却的自然流动，对散落在变压器油中的非晶合金碎屑进行自动实时吸附并固定在内置式或外置式清除装置表面，用于实现对油浸式非晶合金变压器中的非晶合金碎屑的自动实时清除。该装置实时清除了变压器油中散落的非晶合金铁心碎屑，达到自动实时清理油浸式非晶合金变压器油中铁心碎屑的目的，其原理科学，结构简单，具有创新和实用价值。

不过很显然采用这种装置增加了变压器的成本，而且无法从源头上清理非晶合金铁心碎片，在变压器油中的非晶合金碎片仍然有可能产生电弧造成变压器损坏。

本领域的技术人员还曾经尝试过用树脂绝缘材料包裹除铁心第二磁轭以外的所有铁心表面，甚至是连第二磁轭也全部进行包括以防止非晶合金碎片进入到变压器油中，但是这种方法将使非晶合金铁心产生局部应力增大铁损，使铁心的磁性降低，而且即使将整个铁心的外表面都进行包裹，仍然存在线圈内层附着的非晶合金碎片落入变压器油中的可能性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构固定牢靠并且可防止非晶合金碎片落入变压器油中的非晶合金变压器。

为实现上述目的，关键在于改进非晶合金变压器的结构，采用绝缘材料将铁心与变压器油隔离开来。为此，本实用新型提供了如下技术方案：

一种非晶合金变压器，包括有铁心和两个线圈，所述铁心是由两块呈U字形的第一U形磁铁和第二U形磁铁相互连接构成的闭环体，所述第一U形磁铁上包括有条状的第一柱脚、第二柱脚和弧形的第一磁轭，所述的第一柱脚和第二柱脚对称地设置在所述第一磁轭的两侧并分别与第一磁轭连接成一体，由此构成U字形的第一U形磁铁，所述第二U形磁铁上包括有条状的第三柱脚、第四柱脚和弧形的第二磁轭，所述的第三柱脚和第四柱脚对称地设置在所述第二磁轭的两侧并分别与第二磁轭连接成一体，由此构成U字形的第二U形磁铁，所述线圈包括圆筒状的一次线圈和二次线圈，所述第一柱脚由所述一次线圈的一个端面上插入，所述第三柱脚由所述一次线圈的另一个端面插入，所述第一柱脚和所述第三柱脚在所述一次线圈中通过磁性可拆卸地连接在一起，所述第二柱脚由所述二次线圈的一个端面上插入，所述第四柱脚由所述二次线圈的另一个端面插入，所述第二柱脚和第四柱脚在所述二次线圈中通过磁性可拆卸地连接在一起，其中，在所述一次线圈和二次线圈的内表面上均覆盖有由橡胶制成的第一绝缘层，在所述一次线圈的两个端面上均设置有由橡胶制成的第二绝缘层，所述第二绝缘层可将所述一次线圈的端面完全覆盖，在所述二次线圈的两个端面上均设置有由橡胶制成的第三绝缘层，所述第三绝缘层可将所述二次线圈的端面完全覆盖；

所述一次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第二绝缘层可通过折叠包裹在所述第一磁轭的表面上，所述二次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第三绝缘层可通过折叠包裹在所述第一磁轭的表面上，且所述一次线圈、二次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第二绝缘层与所述第三绝缘层连接在一起，将所述第一磁轭完全包裹；

当所述第一U形磁铁与所述第二U形磁铁相连时，所述一次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上的第二绝缘层可通过折叠包裹在所述第二磁轭上，所述二次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上第三绝缘层可通过折叠包裹在所述第二磁轭上，并且所述一次线圈、二次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上的第二绝缘层与所述第三绝缘层相互连接在一起，将所述第二磁轭完全包裹。

采用这种结构的非晶合金变压器，由于在线圈内表面上覆盖了由橡胶制成的第一绝缘层，由于橡胶是一种软性材料，它可以将铁心与线圈内表面之间隔离开来，这样，当将铁心插入线圈时，可以防止铁心与线圈内表面发生直接摩擦而产生非晶合金碎片；由于在一次线圈的两个端面上设置有第二绝缘层，在二次线圈的两个端面上设置有第三绝缘层，并且上述的第二绝缘层和第三绝缘层可以将线圈的端面、第一U形磁铁以及第二U形磁铁完全包裹起来，这样就可以防止在变压器工作时或者运输过程中产生的非晶合金碎片掉入变压器油中，影响线圈的绝缘性能。

作为本实用新型中上述非晶合金变压器的优选，在所述铁心外侧固定有用于将所述第一U形磁铁和第二U形磁铁夹紧的夹具，所述夹具一端套接在第一U形磁铁上，另一端套接在第二U形磁铁上，所述夹具的中部设置有将所述夹具两端拉紧的紧固件。

采用这种结构的非晶合金变压器，是在第一U形磁铁和第二 U形磁铁之间设置一个夹具，该夹具一端套接在第一U形磁铁上，另一端套接在第二U形磁铁，然后通过中间的一个紧固件将两端拉紧在一起。由于在第一U形磁铁和第二U形磁铁上设置了夹具，可以将两者紧密的固定在一起，由此避免了两者由于变压器的振动而发生相对位移。

作为本实用新型中上述非晶合金变压器的改进，所述夹具一端为第一夹紧部，另一端为第二夹紧部，所述第一夹紧部沿所述第一U形磁铁的开口周向夹持在所述第一柱脚和第二柱脚上，所述第二夹紧部沿所述第二U形磁铁的周向夹持在所述第三柱脚和第四柱脚上，所述紧固件为锁扣，所述第一夹紧部和第二夹紧部通过所述锁扣扣接在一起。

采用这种结构的非晶合金变压器，是采用锁扣作为紧固件，这是由于锁扣的紧固方式结构比较简单，而且不需要像螺纹连接、销接等方式那样在工件表面开设螺纹孔或者销孔，不会改变原来工件的表面形状，并且，还可以防止在脆性的非晶合金上开孔时产生非晶合金碎片。

作为本实用新型中上述非晶合金变压器的具体技术方案，在所述第一柱脚和第二柱脚的端部开设有凹槽，在所述第三柱脚和第四柱脚的端部开设有可镶嵌在所述凹槽中的镶块，所述第一柱脚通过所述凹槽与所述镶块的配合连接在所述第三柱脚上，所述第二柱脚通过所述凹槽与所述镶块的配合连接在所述第四柱脚上。

采用上述结构的非晶合金变压器，是将两块磁铁通过镶嵌的方式连接在一起，这种方式尽管在现有技术中已经公开，而且由于第一U形磁铁和第二U形磁铁外部已经通过夹具牢靠地固定在一起，采用镶嵌的方式实际上不会带来太明显的效果，但是，当夹具发生损坏导致夹具力不足时，采用镶嵌的连接方式可以在短期内防止夹具的故障引起整个铁心的故障，是一种双保险。

综上所述，与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过在非晶合金变压器上设置夹具，使得两块U形磁铁之间连接的更加牢靠，通过设置第一、第二以及第三绝缘层，可以有效地防止非晶合金碎片落入变压器油中影响绝缘性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例中非晶合金变压器的结构示意图；

图2-图4为本实用新型实施例中把U形非晶合金铁心插入到线圈中的组装工序示意图；

图5为本实用新型实施例中第一配合部与第二配合部的结构示意图；

图6为本实用新型实施中夹具与第一U形磁铁、第二U形磁铁的连接关系示意图。

附图标记：

1、非晶合金变压器；2、铁心；2.1、第一U形磁铁；2.1.1、第一柱脚；2.1.2、第二柱脚；2.1.3、第一磁轭；2.2、第二U形磁铁；2.2.1、第三柱脚；2.2.2、第四柱脚；2.2.3、第二磁轭；3、线圈；3.1、一次线圈；3.2、二次线圈；4、夹具；4.1、第一夹紧部；4.2、第二夹紧部；5、锁扣；6、第一绝缘层；7、第二绝缘层；7.1、第一配合部；8、第三绝缘层；8.1、第二配合部。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例为一种非晶合金变压器1，包括有铁心2和线圈3，铁心和线圈是浸泡在绝缘的变压器油（变压器油是公知的一种绝缘油）中的。该铁心包括有由铁基非晶合金制成的第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2，并且上述的第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2开口正对地连接在一起，形成一个封闭环状。铁基非晶合金是一种公知的变压器铁心材料，是由80%Fe及20%Si,B类金属元素所构成,它具有高饱和磁感应强度（1.54T），磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片的特点，特别是铁损低（为取向硅钢片的1/3－1/5），代替硅钢做配电变压器可节能60－70%。铁基非晶合金的带材厚度为0.03mm左右，广泛应用于配电变压器、大功率开关电源、脉冲变压器、磁放大器、中频变压器及逆变器铁芯, 适合于10kHz 以下频率使用。

所述第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2从外观上看呈现为一个U字形，上述的第一U形磁铁是由两根条状的第一柱脚2.1.1、第二柱脚2.1.2和一个弧形的第一磁轭2.1.3一体成形制成的，上述的三个部件形成了一个U形槽，弧形的第一磁轭2.1.3位于U形槽的底部，第一柱脚2.1.1、第二柱脚2.1.2分别对称的设置在上述U形槽的两侧。上述的第二U形磁铁2.2是由两根条状的第三柱脚2.2.1、第四柱脚2.2.2和一个弧形的第二磁轭2.2.3一体成形制成的，上述的三个部件形成了一个U形槽，弧形的第二磁轭2.2.3设置在上述U形槽的底部，第三柱脚2.2.1、第四柱脚2.2.2分别对称的设置在上述U形槽的两侧。所述第一U形磁铁和第二U形磁铁通过磁性连接在一起，从而形成了一个闭环状的铁心。由于两者是磁性连接在一起的，因此拆卸起来非常方便。

但是磁性连接并不牢固，为了防止两者在变压器工作时由于振动发生错位现象，在本实施例中，在所述第一柱脚2.1.1和第二柱脚2.1.2上设置了凹槽，在第三柱脚2.2.1和第四柱脚2.2.2的相应位置设置了与该凹槽适配的定位凸块（图中未示出），通过定位凸块与凹槽的配合将第一柱脚卡在第三柱脚上，将第二柱脚卡在第四柱脚上，从而初步提高了它们固定的稳定性。

如图6所示，为了进一步将它们牢固地固定，在该封闭环形体的外侧固定有用于将所述第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2夹紧的夹具4，该夹具是一个圈状的夹具，环绕着第一U形磁铁和第二U形磁铁的外侧设置，并且把第一U形磁铁和第二U形磁铁的接合处包裹在其中。具体的，该夹具一端为第一夹紧部4.1，另一端为第二夹紧部4.2，所述第一夹紧部4.1沿所述第一U形磁铁的开口周向夹持在所述第一柱脚和第二柱脚上，所述第二夹紧部4.2沿所述第二U形磁铁的周向夹持在所述第三柱脚和第四柱脚上，在第一夹紧部和第二夹紧部之间设置有紧固件，紧固件可以为螺栓、销钉、铆钉等，但是这几种紧固件分别是需要在夹具表面开孔的，会对夹具造成破坏，因此在本实施例里优选用锁扣为紧固件，该锁扣5可以将第一夹紧部4.1和第二夹紧部4.2扣接在一起，从而将第一U形磁铁和第二U形磁铁牢固地固定在一起。当需要通过拆卸将第一U形磁铁和第二U形磁铁分离时，只需要扳开锁扣5，将夹具打开即可。

为了防止非晶碎片落入变压器油中，本实施例的非晶合金变压器中设置了若干绝缘结构。所述线圈3包括圆筒状的一次线圈3.1和二次线圈3.2，所述一次线圈3.1套接在所述第一柱脚2.1.1和第三柱脚2.2.1上，所述二次线圈3.2套接在所述第二柱脚2.1.2和第四柱脚2.2.2上，具体的，所述第一柱脚2.1.1由所述一次线圈3.1的一个端面上插入，所述第三柱脚2.2.1由所述一次线圈3.1的另一个端面插入，所述第一柱脚2.1.1和所述第三柱脚2.2.1在所述一次线圈3.1中通过磁性可拆卸地连接在一起，所述第二柱脚2.1.2由所述二次线圈的一个端面上插入，所述第四柱脚2.2.2由所述二次线圈3.2的另一个端面插入，所述第二柱脚2.1.2和第四柱脚2.2.2在所述二次线圈中通过磁性可拆卸地连接在一起。

在上述的一次线圈3.1和二次线圈3.2的内表面上均覆盖有由橡胶制成的第一绝缘层6，第一绝缘层6是在第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2插入线圈之前就预先制成的，通过粘接的方式贴合设置在一次线圈和二次线圈的内表面上，从而可以将一次线圈与第一柱脚、第三柱脚，将二次线圈和第二柱脚、第四柱脚相互隔离开来，防止在柱脚插入线圈的过程中摩擦产生非晶合金碎片。

在所述一次线圈的两个端面上均设置有由橡胶制成的第二绝缘层7，该第二绝缘层7的面积要大于一次线圈端面的面积，从而可以由所述第二绝缘层7将所述一次线圈的端面完全覆盖，在所述二次线圈3.2的两个端面上均设置有由橡胶制成的第三绝缘层8，该第三绝缘层8的面积要大于二次线圈3.2端面的面积，从而可以由所述的第三绝缘层8将所述二次线圈3.2的端面完全覆盖。

图2-图4是把U形非晶合金铁心插入到线圈中的组装工序示意图。

如图2、图3以及图5所示，第二绝缘层7和第三绝缘层8上分别设置有第一配合部7.1和第二配合部8.1，组装时，线圈的端面孔与上述的第一配合部和第二配合部相互配合，在第一配合部和第二配合部靠近端面孔的位置设置了用来进行粘接的粘接部。首先，在一次线圈和二次线圈的两个端面上分别水平地放置第二绝缘层7和第三绝缘层8，再把第一U形磁铁和第二U形磁铁同时插入到一次线圈3.1和二次线圈3.2中。

随后，在保持插入状态的前提下将铁心整体翻转180°，,再然后，将第一U形磁铁2.1和第二U形磁铁2.2连接起来形成一个闭环体，最后，将平置的第二绝缘层7和第三绝缘层8折叠起来，包裹在第一磁轭、第二磁轭的表面，再将包裹在第一磁轭上的第二绝缘层7和第三绝缘层8缝合在一起（或者采用尼龙粘扣），将包裹在第二磁轭上的第二绝缘层和第三绝缘层也缝合在一起，从而将第一U形磁铁、第二U形磁铁完全与变压器油隔离开来。

另外，为了防止非晶合金碎片从一次线圈与柱脚之间的间隙、二次线圈端面与柱脚之间的间隙中飞散出，第一配合部7.1和第二配合部8.1可以将第二绝缘层和第二绝缘层、第三绝缘层和第一绝缘层连接在一起，将间隙密封住。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种非晶合金变压器，包括有铁心和两个线圈，所述铁心是由两块呈U字形的第一U形磁铁和第二U形磁铁相互连接构成的闭环体，所述第一U形磁铁上包括有条状的第一柱脚、第二柱脚和弧形的第一磁轭，所述的第一柱脚和第二柱脚对称地设置在所述第一磁轭的两侧并分别与第一磁轭连接成一体，由此构成U字形的第一U形磁铁，所述第二U形磁铁上包括有条状的第三柱脚、第四柱脚和弧形的第二磁轭，所述的第三柱脚和第四柱脚对称地设置在所述第二磁轭的两侧并分别与第二磁轭连接成一体，由此构成U字形的第二U形磁铁，所述线圈包括圆筒状的一次线圈和二次线圈，所述第一柱脚由所述一次线圈的一个端面上插入，所述第三柱脚由所述一次线圈的另一个端面插入，所述第一柱脚和所述第三柱脚在所述一次线圈中通过磁性可拆卸地连接在一起，所述第二柱脚由所述二次线圈的一个端面上插入，所述第四柱脚由所述二次线圈的另一个端面插入，所述第二柱脚和第四柱脚在所述二次线圈中通过磁性可拆卸地连接在一起，

其特征在于：在所述一次线圈和二次线圈的内表面上均覆盖有由橡胶制成的第一绝缘层，在所述一次线圈的两个端面上均设置有由橡胶制成的第二绝缘层，所述第二绝缘层可将所述一次线圈的端面完全覆盖，在所述二次线圈的两个端面上均设置有由橡胶制成的第三绝缘层，所述第三绝缘层可将所述二次线圈的端面完全覆盖；

所述一次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第二绝缘层可通过折叠包裹在所述第一磁轭的表面上，所述二次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第三绝缘层可通过折叠包裹在所述第一磁轭的表面上，且所述一次线圈、二次线圈靠近所述第一磁轭一侧端面上的第二绝缘层与所述第三绝缘层连接在一起，将所述第一磁轭完全包裹；

当所述第一U形磁铁与所述第二U形磁铁相连时，所述一次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上的第二绝缘层可通过折叠包裹在所述第二磁轭上，所述二次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上第三绝缘层可通过折叠包裹在所述第二磁轭上，并且所述一次线圈、二次线圈靠近所述第二磁轭一侧端面上的第二绝缘层与所述第三绝缘层相互连接在一起，将所述第二磁轭完全包裹。

2.根据权利要求1所述的非晶合金变压器，其特征在于：在所述铁心外侧固定有用于将所述第一U形磁铁和第二U形磁铁夹紧的夹具，所述夹具一端套接在第一U形磁铁上，另一端套接在第二U形磁铁上，所述夹具的中部设置有将所述夹具两端拉紧的紧固件。

3.根据权利要求2所述的非晶合金变压器，其特征在于：所述夹具一端为第一夹紧部，另一端为第二夹紧部，所述第一夹紧部沿所述第一U形磁铁的开口周向夹持在所述第一柱脚和第二柱脚上，所述第二夹紧部沿所述第二   U形磁铁的周向夹持在所述第三柱脚和第四柱脚上，所述紧固件为锁扣，所述第一夹紧部和第二夹紧部通过所述锁扣扣接在一起。

4.根据权利要求1所述的非晶合金变压器，其特征在于：在所述第一柱脚和第二柱脚的端部开设有凹槽，在所述第三柱脚和第四柱脚的端部开设有可镶嵌在所述凹槽中的镶块，所述第一柱脚通过所述凹槽与所述镶块的配合连接在所述第三柱脚上，所述第二柱脚通过所述凹槽与所述镶块的配合连接在所述第四柱脚上。