CN205542300U - 一种卷叠式非晶合金变压器铁心及含有该铁心的变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷叠式非晶合金变压器铁心及含有该铁心的变压器。本实用新型的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，包括铁心单元，铁心单元的中间部分是非晶合金，最内侧和最外侧设置有支撑定型材料，铁心单元分为能够相互对接的上半部铁心和下半部铁心。其技术效果是：本实用新型的铁心在套装绕组时无需开合铁心，不会产生非晶合金碎屑。非晶合金铁心柱填充系数高，材料利用率高，抗短路能力强。上半部铁心和下半部铁心结构降低了制造成本，提高了生产效率。器身装配方便，结构简单，容易操作，且节约场地。应用范围广，不同容量、不同规格的变压器都可使用。

Description

一种卷叠式非晶合金变压器铁心及含有该铁心的变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器铁心领域，特别涉及一种卷叠式非晶合金变压器铁心及含有该铁心的变压器。

背景技术

变压器铁心的主要作用是导磁和用作骨架的作用。铁心提供磁回路，绕组通电以后产生磁场，磁力线经过铁心构成磁回路，使整个磁路的磁场强度达到最大，避免漏磁损耗，变压器铁心是变压器的重要部件。而非晶合金与硅钢片相比具有空载损耗值低的特点，被用来制备新型变压器铁心。

常规平面型非晶合金变压器铁心通常采用非晶合金带材叠积卷绕而成，成型铁心的上轭留有接缝，在套装绕组时需要打开铁心接缝，套装完成后再闭合铁心接缝。由于非晶合金带材极脆，且对应力极其敏感，开合铁心接缝时极易产生非晶合金碎屑，易进到油道中造成匝间短路等故障而损坏变压器。同时也难免使非晶合金铁心受力，影响非晶合金变压器铁心的导磁性能。不仅如此，这种工艺还会耗费大量的工时。

即使采用非晶合金带材连续卷绕方式制成闭合式的非晶合金铁心，绕制绕组时也只能在非晶合金铁心上直接绕制绕组，这就需要专用的铁心绕制设备和专用的绕组绕制设备，且绕制时极易使非晶合金铁心受力(损耗和噪声等性能受影响)，这种结构和生产方式对操作人员及工装设备要求较高，严重影响和制约生产效率。

现有工艺的主要问题如下：非晶合金带材极脆，在开合铁心时极易产生碎屑，碎屑会破坏变压器绝缘系统造成短路等故障，甚至烧损变压器。非晶合金对应力十分敏感，开合铁心和绕制绕组(直接在铁心上绕制绕组)时都极易使铁心受力，造成损耗和噪声增大，影响铁心性能。若直接在非晶合金铁心柱上绕制绕组需要使用专用的绕线设备和模具，通用性差，效率低，绕制绕组的质量和性能差，绕制时极易使铁心受力，造成损耗和噪声增大。生产周期长，对人员和设备要求较高，生产成本较高，抗短路能力弱。非晶合金变压器产品性能不稳定，如变压器(闭合式非晶合金铁心)遇到故障需整体返厂修理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种生产成本低、易于制备、维修保养简便易行、高性能的卷叠式非晶合金变压器铁心。本发明的另一目的是提供一种含有卷叠式非晶合金变压器铁心的变压器。

本实用新型提供的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其技术方案为：

一种卷叠式非晶合金变压器铁心，包括铁心单元，铁心单元的中间部分是非晶合金，最内侧和最外侧设置有支撑定型材料，铁心单元分为能够相互对接的上半部铁心和下半部铁心。

优选地，上半部铁心中间部分的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料与下半部铁心对应的中间部分的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料对接形成的接缝错位分布，铁心单元的各个接缝形成锯齿形或者斜线形结构。

优选地，铁心单元中间部分的非晶合金是由多片非晶合金带材构成的非晶合金组，非晶合金组由多片(5片、10片、15片、20片或其它可实施的片数)非晶合金带材组成。

优选地，支撑定型材料是硅钢带材或其它材料。

优选地，铁心单元是带圆角的铁心单元，由带圆角的上半部铁心和带圆角的下半部铁心对接形成。

优选地，铁心单元的横截面为半圆形，阶梯型，矩形，具有上底、下底、一条直线腰和一条弧线腰的异形梯形或者具有上底、下底、一条垂线腰和一条斜线腰的异形梯形。

优选地，上半部铁心短于下半部铁心。优选地，变压器铁心结构为三相五柱式、三相三柱式、三相立体式铁心或者单相铁心中的任一种。

优选地，非晶合金为铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金或纳米非晶合金中的任一种。

本实用新型还提供了一种变压器，其技术方案为：

一种变压器，器身包括绕组和铁心，铁心为上述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心。

本实用新型的实施包括以下技术效果：

本实用新型提供的一种卷叠式非晶合金变压器铁心套装绕组时无需开合铁心，不会产生非晶合金碎屑。非晶合金铁心柱填充系数高，材料利用率高，抗短路能力强。生产效率高、周期短，降低了制造成本，提高了生产效率。器身装配方便，结构简单，容易操作，且节约场地。应用范围广，不同容量、不同规格的变压器均可使用，变压器容量越大，节约时间成本、人力成本、能耗成本越明显。便于现场维护、维修，无需返厂。

采用多级型结构，铁心柱截面接近于圆形，铁心柱的磁通分布均匀，充分利用了材料并提高了填充系数，有效控制了非晶合金铁心尺寸，最大限度发挥非晶合金空载性能好的优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种卷叠式非晶合金变压器铁心结构示意图

图2为本实用新型实施例的一种卷叠式非晶合金变压器多级型铁心结构示意图

图3为本实用新型实施例的一种卷叠式非晶合金变压器多级型铁心结构B-B截面示意图

图4为本实用新型实施例的三相五柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构示意图

图5为本实用新型实施例的三相三柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构示意图

图6为本实用新型实施例的三相五柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构C-C截面示意图和三相三柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构D-D截面示意图

图7为本实用新型实施例的三相立体式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构示意图

1、铁心单元；2、上半部铁心；3、下半部铁心；4、接缝；5、非晶合金；6、硅钢带材。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

参见图1至图3所示，本实施例提供的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，包括铁心单元1，铁心单元1的中间部分是非晶合金5，最内侧和最外侧设置有支撑定型材料，支撑定型材料优选硅钢带材6。铁心单元1分为能够相互对接的上半部铁心2和下半部铁心3。优选上半部铁心2的非晶合金和下半部铁心3的非晶合金相互对接，上半部铁心2的支撑定型材料和下半部铁心3的支撑定型材料相互搭接。优选地，接缝位置涂抹有导电胶或者设置有绑带，使上半部铁心和下半部铁心对接更稳定，可以避免漏磁损耗。

非晶合金带材厚度还不到普通硅钢片的十分之一，特别脆，其硬度是硅钢片的5倍以上，非晶合金的磁滞伸缩量大，一旦受到挤压其空载性能会明显变坏。因此，如何避免非晶合金碎屑和接缝4处处理是影响变压器噪声和空载性能的关键因素。本实施例通过在最内侧和最外侧设置支撑定型材料，能够解决上述非晶合金质脆带来的问题，具有强化铁心定型的作用。

参见图2所示，上半部铁心2的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料与下半部铁心3对应的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料对接形成的接缝4错位分布，优选的各个接缝4形成锯齿形结构。铁心单元1中间部分的非晶合金是由多片非晶合金带材构成的非晶合金组，非晶合金组由5片、10片、15片、20片或者25片非晶合金带材组成。铁心单元1优选为带圆角的铁心单元1，由带圆角的上半部铁心2和带圆角的下半部铁心3对接形成。非晶合金可以是铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金或纳米非晶合金中的任一种。

上半部铁心2短于下半部铁心3，使得接缝4位置靠近铁轭，绕组套在相对较长的下半部铁心3柱上。本实施例中，铁心单元1的横截面可以是半圆形，阶梯型，弧形、矩形，具有上底、下底、一条直线腰和一条弧线腰的异形梯形或者具有上底、下底、一条垂线腰和一条斜线腰的异形梯形。

变压器铁心结构可以为三相五柱式、三相三柱式、三相立体式铁心或者单相铁心中的任一种。参见图4所示的三相五柱式结构由四个铁心单元制成。参见图5所示的三相三柱式结构由三个铁心单元制成。图6为本实施例的三相五柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构C-C截面示意图和三相三柱式多级型卷叠式非晶合金变压器铁心结构D-D截面示意图。

参见图7所示，本实施例还可制成三相立体式非晶合金铁心，非晶合金立体式铁心由三个铁心单元拼合而成，每个非晶合金铁心单元由上下两部分组成。每部分铁心分别由圆角相同、长度各异的单片非晶合金带材叠装而成，每片非晶合金使用专业设备和模具制成圆角形状，相邻两层带材的宽度呈一定规律(递增或递减)逐层变化，最内侧和最外侧分别用硅钢带材等材料支撑定型。铁心单元的全部接缝4整体形成一定规律的折线型(例如锯齿形或斜线形)。最终形成铁心单元横截面近似于半圆形，三个铁心单元拼合后横截面近似于圆形(多级形或多边形或多边形+圆形等)。

本实施例提供的卷叠式铁心结构在装配变压器时，无需开合铁心接口，也无需在成型铁心上直接绕制绕组，大幅减少了变压器铁心在装配绕组过程中使非晶合金铁心受力，从根本上解决了开合铁心产生非晶合金碎屑的问题。这种结构和装配方式提高了产品的抗短路能力。

这种卷叠式非晶合金变压器最大的优势在于大幅降低了生产成本，大幅提高了生产效率，创新了卷叠型铁心变压器的装配方式，同时提高了生产效率，节约了人力成本和生产周期，且便于保养、维护和维修。

本实用新型还提供了一种变压器，器身包括绕组和铁心，铁心的结构为上述实施例的卷叠式非晶合金变压器铁心。本实用新型中一种变压器的结构为常规结构，且本实用新型提供的变压器的改进仅涉及上述的变压器铁心，不对其他部分进行改动。故本说明书仅对变压器铁心进行详述，对变压器的其他部件及工作原理这里不再赘述。本领域技术人员在本说明书描述的内容基础上，即可实现本实用新型的变压器。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种卷叠式非晶合金变压器铁心，包括铁心单元，其特征在于：所述铁心单元的中间部分是非晶合金，最内侧和最外侧设置有支撑定型材料，所述铁心单元分为能够相互对接的上半部铁心和下半部铁心。

2.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述上半部铁心中间部分的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料与所述下半部铁心对应的中间部分的非晶合金、最内侧和最外侧的支撑定型材料对接形成的接缝错位分布，多个接缝形成锯齿形或者斜线形。

3.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述铁心单元中间部分的非晶合金是由多片非晶合金带材构成的非晶合金组，所述非晶合金组由5片以上非晶合金带材组成。

4.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述支撑定型材料是硅钢带材。

5.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述铁心单元是带圆角的铁心单元，由带圆角的上半部铁心和带圆角的下半部铁心对接形成。

6.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述铁心单元的横截面为半圆形，阶梯型，矩形，梯形、或者具有上底、下底、一条直线腰和一条弧线腰的异形梯形。

7.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述上半部铁心短于所述下半部铁心。

8.根据权利要求1～7任一所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述变压器铁心结构为三相五柱式、三相三柱式、三相立体式铁心或者单相铁心中的任一种。

9.根据权利要求1所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心，其特征在于：所述非晶合金为铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金或纳米非晶合金中的任一种。

10.一种变压器，器身包括绕组和铁心，其特征在于：所述铁心为权利要求1～9任一所述的一种卷叠式非晶合金变压器铁心。