CN205140693U - 一种硅晶复合变压器铁芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅晶复合变压器铁芯，包括呈立体三角型设置的铁芯组，铁芯组由三个独立且大小结构均相同的单相开口卷铁芯以中心角120o的角度无缝拼装而成，单相开口卷铁芯包括由非晶合金料带叠积成的内圈铁芯和叠装于内圈铁芯外侧且由硅钢料带叠积成的外圈铁芯，内圈铁芯包括内圈上轭、内圈下轭和内圈芯柱，外圈铁芯包括外圈上轭、外圈下轭和外圈芯柱，内圈芯柱的截面呈菱形，外圈芯柱的截面近似呈等边三角形，叠装后的内圈芯柱与外圈芯柱的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形。该硅晶复合变压器铁芯机械强度高、生产效率高、自动化程度高、材料利用率高。

Description

一种硅晶复合变压器铁芯

技术领域

本实用新型属于变压器铁芯领域，特别提供了一种硅晶复合变压器铁芯。

背景技术

目前，制作变压器铁芯的材料主要有硅钢带和非晶合金二种，与硅钢带相比，非晶合金是一种更节能的制造变压器铁芯的材料，由于非晶合金带材薄、脆且硬度高，加工困难，国内现有的立体三角型硅晶复合变压器铁芯仅有两种形式：

1、由三组独立的非晶合金条料叠积成三个单框开口卷铁芯，将三个单框开口卷铁芯以120°的角度拼合成立体三角型铁芯，拼合后的铁芯的芯柱截面呈准圆形，其中，每组非晶合金条料由若干条不同宽度的料带组成。

2、由三组独立的非晶合金条料卷绕成三个单框闭口卷铁芯，将三个单框开口卷铁芯以120°的角度拼合成立体三角型铁芯，拼合后的铁芯的芯柱截面呈准圆形，其中，每组非晶合金条料由若干条不同宽度的料带组成。

但是，以上两种形式分别存在以下问题：三角型闭口非晶合金铁芯是由若干个不同宽度的料带连续卷绕而成，三角型开口非晶合金铁芯是由若干个不同宽度的短料带叠积成型，制作铁芯需要专用的生产设备，生产工艺非常复杂，另外，以上两种形式铁芯在实际生产过程中都需要储备大量不同宽度的料带才能满足生产需要，从而加大了生产成本，生产效率较低。

因此，如何对现有的硅晶复合变压器铁芯进行结构上的改进，以提高铁芯的强度及生产效率和提升料带的利用率，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种硅晶复合变压器铁芯，以解决现有变压器铁芯的强度低、生产效率低、材料利用率低等问题。

本实用新型提供的技术方案是：一种硅晶复合变压器铁芯，包括呈立体三角型设置的铁芯组，铁芯组由三个独立且大小结构均相同的单相开口卷铁芯以中心角120o的角度无缝拼装而成，单相开口卷铁芯包括由非晶合金料带叠积成的内圈铁芯和叠装于内圈铁芯外侧且由硅钢料带叠积成的外圈铁芯，内圈铁芯包括内圈上轭、内圈下轭和内圈芯柱，外圈铁芯包括外圈上轭、外圈下轭和外圈芯柱，内圈芯柱的截面呈菱形，外圈芯柱的截面近似呈等边三角形，叠装后的内圈芯柱与外圈芯柱的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形。

优选，外圈芯柱的截面的一边呈多边形，所述多边形为1/4圆内接多边形。

进一步优选，外圈芯柱的截面的一边呈台阶型。

进一步优选，内圈铁芯上设有一组内圈断口，所述内圈断口设置于内圈上轭的上部。

进一步优选，外圈铁芯上设有一组外圈断口，所述外圈断口设置于外圈上轭的上部且与内圈断口相对应。

进一步优选，外圈铁芯上设有两组外圈断口，所述外圈断口分别设置于外圈上轭的两端部。

进一步优选，内圈断口处的非晶合金料带以对接方式错位排列。

进一步优选，外圈断口处的硅钢料带以搭接的方式错位排列。

进一步优选，所述外圈铁芯由八个135o或十二个150o折弯角的口字形硅钢料带叠积而成。

本实用新型的有益效果为：

1、拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形，接近圆形，填充系数高；

2、叠积成型后的单相开口卷铁芯由内圈铁芯和外圈铁芯叠装而成，其中，内圈铁芯由非晶合金料带叠积而成，外圈铁芯由高强度的硅钢料带叠积而成，外圈铁芯起到了支撑骨架的作用，增强了变压器铁芯的机械强度，简化了制作工艺，提高了生产效率，同时，克服了非晶合金脆性大，不易卷绕的缺陷，同时，保持了原有两种立体三角型硅晶复合变压器铁芯的性能。

3、制作内圈铁芯的过程中，非晶合金料带原材料及硅钢料带原材料的利用率均为100%，且每种容量的铁芯只需要一种宽度非晶合金料带原材料，不仅提高了非晶合金料带原材料的利用率，也减少了原材料的库存，降低了生产成本。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为硅晶复合变压器铁芯一实施例的结构示意图；

图2为硅晶复合变压器铁芯另一实施例的结构示意图；

图3为单相开口卷铁芯一实施例的结构示意图；

图4为单相开口卷铁芯另一实施例的结构示意图；

图5为拼装后的铁芯组的一实施例的截面示意图；

图6为拼装后的铁芯组的另一实施例的截面示意图；

图7为拼装后的铁芯组的又一实施例的截面示意图；

图8为叠积成单相开口卷铁芯的料带的一实施例的结构示意图；

图9为叠积成单相开口卷铁芯的料带的另一实施例的结构示意图；

图10为叠积成单相开口卷铁芯的料带的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本实用新型进行进一步的解释，但并不局限本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型提供了一种硅晶复合变压器铁芯，包括呈立体三角型设置的铁芯组，铁芯组由三个独立且大小结构均相同的单相开口卷铁芯1以中心角120o的角度无缝拼装而成，单相开口卷铁芯1包括由非晶合金料带叠积成的内圈铁芯11和叠装于内圈铁芯11外侧且由硅钢料带叠积成的外圈铁芯12，如图3、图4所示，内圈铁芯11包括内圈上轭21、内圈下轭31和内圈芯柱41，外圈铁芯12包括外圈上轭22、外圈下轭32和外圈芯柱42，如图5、图6、图7所示，内圈芯柱41的截面呈菱形，外圈芯柱42的截面近似呈等边三角形，叠装后的内圈芯柱41与外圈芯柱42的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形，优选，所述外圈铁芯12由八个135o或十二个150o折弯角的口字形硅钢料带叠积而成。

该硅晶复合变压器铁芯，包括三只完全相同的单相开口卷铁芯，组成单相开口卷铁芯的内圈铁芯由非晶合金料带叠积而成且内圈芯柱的截面呈菱形，因此，在制作每种容量的铁芯的过程中，只需要与该容量对应的一种宽度的非晶合金料带原材料即可完成内圈铁芯的制作，提高了非晶合金料带原材料的利用率，减少了原材料的库存，同时，外圈铁芯由硅钢料带叠积而成，在保证原硅晶复合变压器铁芯性能的同时，增强了变压器铁芯的机械强度，简化了变压器铁芯的制作工艺，提高了生产效率，降低了生产成本，另外，硅钢料带可由矩形的硅钢料带原材料裁剪获得，硅钢料带原材料的利用率为100%。

具体地，截面如图5所示的单相开口卷铁芯的制作过程如下：用非晶带材精密剪切机开出矩形的非晶合金料带51（如图8所示），再用非晶合金剪切机按设计要求的长度将其切断，之后将切断后的非晶合金料带叠积成截面呈菱形的内圈铁芯；用硅钢片曲线开料机按照铁芯设计要求开出折线料带，即：直角三角形的硅钢料带52（如图8所示），硅钢料带52经剪切、折弯后叠积成截面近似呈等边三角形的外圈铁芯；最后将外圈铁芯叠装于内圈铁芯的外侧，叠装后的内圈芯柱41与外圈芯柱42的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形，其中，折线料带可由矩形的硅钢料带沿其对角线一分为二，矩形硅钢料带原材料利用率为100%。

截面如图6所示的单相开口卷铁芯的制作过程如下：用非晶带材精密剪切机开出等宽的非晶合金料带51（如图9所示），再用非晶合金剪切机按设计要求的长度将其切断，之后将切断后的非晶合金料带叠积成截面呈菱形的内圈铁芯；用硅钢片曲线开料机按照铁芯设计要求开出多段折线料带，其中，如图9所示，多段折线料带可组成斜边分段性直线下降的直角三角形硅钢料带52，硅钢料带52经剪切、折弯后叠积成截面近似呈等边三角形的外圈铁芯，其中，等边三角形的一边呈多边形，所述多边形为1/4圆内接多边形；最后将外圈铁芯叠装于内圈铁芯的外侧，叠装后的内圈芯柱41与外圈芯柱42的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形，所述近似正六边形为圆内接多边形，其中，多段折线料带均可由矩形硅钢料带切割获得，切割过程中，可同时得到两片形状相同的折线料带，矩形硅钢料带原材料利用率为100%。

截面如图7所示的单相开口卷铁芯的制作过程如下：用非晶带材精密剪切机开出等宽的非晶合金料带51（如图10所示），再用非晶合金剪切机按设计要求的长度将其切断，之后将切断后的非晶合金料带叠积成截面呈菱形的内圈铁芯；用硅钢片曲线开料机按照铁芯设计要求开出多段宽度逐渐减小的矩形料带（如图10所示），硅钢料带52经剪切、折弯后叠积成截面近似呈等边三角形的外圈铁芯，其中，等边三角形的一边呈台阶型；最后将外圈铁芯叠装于内圈铁芯的外侧，叠装后的内圈芯柱41与外圈芯柱42的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形，其中，开出矩形料带的矩形硅钢料带原材料利用率为100%。

其中，如图3、图4所示，内圈铁芯11上设有一组内圈断口111，所述内圈断口111设置于内圈上轭21的上部，优选，内圈断口111处的非晶合金料带以对接方式错位排列。

外圈铁芯上的断口有两种设置方式：

一、如图3所示，外圈铁芯12上设有一组外圈断口121，所述外圈断口121设置于外圈上轭22的上部且与内圈断口111相对应。

二、如图4所示，外圈铁芯12上设有两组外圈断口121，所述外圈断口121分别设置于外圈上轭22的两端部。

优选，外圈断口121处的硅钢料带以搭接的方式错位排列。

本实用新型的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。

上面结合附图对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种硅晶复合变压器铁芯，其特征在于，包括呈立体三角型设置的铁芯组，铁芯组由三个独立且大小结构均相同的单相开口卷铁芯（1）以中心角120o的角度无缝拼装而成，单相开口卷铁芯（1）包括由非晶合金料带叠积成的内圈铁芯（11）和叠装于内圈铁芯（11）外侧且由硅钢料带叠积成的外圈铁芯（12），内圈铁芯（11）包括内圈上轭（21）、内圈下轭（31）和内圈芯柱（41），外圈铁芯（12）包括外圈上轭（22）、外圈下轭（32）和外圈芯柱（42），内圈芯柱（41）的截面呈菱形，外圈芯柱（42）的截面近似呈等边三角形，叠装后的内圈芯柱（41）与外圈芯柱（42）的截面近似呈等腰梯形，拼装后的铁芯组的三个柱的截面近似呈正六边形。

2.按照权利要求1所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：外圈芯柱（42）的截面的一边呈多边形，所述多边形为1/4圆内接多边形。

3.按照权利要求1所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：外圈芯柱（42）的截面的一边呈台阶型。

4.按照权利要求1所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：内圈铁芯（11）上设有一组内圈断口（111），所述内圈断口（111）设置于内圈上轭（21）的上部。

5.按照权利要求4所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：外圈铁芯（12）上设有一组外圈断口（121），所述外圈断口（121）设置于外圈上轭（22）的上部且与内圈断口（111）相对应。

6.按照权利要求4所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：外圈铁芯（12）上设有两组外圈断口（121），所述外圈断口（121）分别设置于外圈上轭（22）的两端部。

7.按照权利要求4至6中任一项所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：内圈断口（111）处的非晶合金料带以对接方式错位排列。

8.按照权利要求5或6所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：外圈断口（121）处的硅钢料带以搭接的方式错位排列。

9.按照权利要求1中所述的硅晶复合变压器铁芯，其特征在于：所述外圈铁芯（12）由八个135o或十二个150o折弯角的口字形硅钢料带叠积而成。