一种三相立体非圆形变压器器身结构制造技术

本发明专利技术公开了一种三相立体非圆形变压器器身结构包括一铁心和三个线圈，所述铁心包括三个水平截面为非圆形的铁心柱，三个所述线圈分别环绕三个所述铁心柱，三个所述线圈结构尺寸相同，且三个所述线圈的水平截面均为非圆形形状，三个所述线圈的水平截面均具有一弧形边，三个所述线圈外围定义一外接圆，且三个所述线圈的弧形边均与所述外接圆相切。采用三相立体非圆形变压器器身结构能够有效提高变压器的各项性能，并降低其制造成本。

A three-phase three-dimensional non-circular transformer body structure

【技术实现步骤摘要】
一种三相立体非圆形变压器器身结构
本专利技术涉及变压器
，更准确的说涉及一种三相立体非圆形变压器器身结构。
技术介绍
随着我国经济的不断发展，对环保的重视程度也不断提高。在变压器领域，随着变压器能效标准和提升计划的逐步实施，对变压器的能耗及噪声要求也进一步提高，如何研发和制造高效节能的变压器是整个变压器行业关注的焦点。传统的变压器大多为叠铁心结构，如图1所示，三相铁芯与线圈一字排列，铁芯、线圈呈圆形，冲裁片型产生废料，材料利用率95％左右，同等截面积S下铁芯重量较重，空载损耗较大，且三相磁路不对称，AC相磁路长B相磁路最短，三相不平衡，空载电流、损耗和三次谐波较大。平面圆形叠铁芯结构变压器，基本能满足S11型能效要求，也是目前绝大部分变压器厂家生产所采用的结构，由于本身结构特性，在降低损耗、节约材料等方面很难再有大的突破，虽然也可以做到S13型能效要求，但材料成本较高。目前S13型产品主流结构为立体三角形变压器，立体三角形圆形铁芯结构如下图2，A,B,C三相铁芯和线圈呈品字形对称排布，使之三相磁路完全对称平衡，谐波在各自相内有通路，降低了空载电流和三次谐波，同时结构紧凑，铁轭截面积为叠铁芯的一半，磁路L1＝L2＝L3，同等截面积S下铁芯重量较轻，空载损耗减小，但因线圈呈圆形分布，一方面限制了两相之间磁路不能缩短，多用了铁芯材料增加了空载损耗，另一方面也限制圆内铁芯截面积只能成矩形或双R型，同等圆内截面积填充率(S1/S2)较低，依据变压器设计原理，同等圆内铁芯所占截面积S1越小，铁芯磁密越高越容易饱和，导致单位铁芯损耗增加后空载损耗增加，而若要降低单位面积内磁通密度，需增加线圈匝数来弥补，从而又增加了线圈导线材料的重量，材料消耗更高，能效也越低；由于铁心截面积变化有限且线圈依旧是圆形，虽然同传统叠铁芯相比有优势，但并未完全发挥其最大优势，仍有改进余地。综上，通过改变变压器器身结构对变压器进行结构优化，可提升其各项性能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种三相立体非圆形变压器器身结构包括一铁心和三个线圈，所述铁心包括三个水平截面为非圆形的铁心柱，三个所述线圈分别环绕三个所述铁心柱，三个所述线圈结构尺寸相同，且三个所述线圈的水平截面均为非圆形形状，三个所述线圈的水平截面均具有一弧形边，三个所述线圈外围定义一外接圆，且三个所述线圈的弧形边均与所述外接圆相切。为了达到上述目的，本专利技术提供一种三相立体非圆形变压器器身结构，包括一铁心和三个线圈，所述铁心包括三个水平截面为非圆形的铁心柱，三个所述线圈分别环绕三个所述铁心柱，三个所述线圈结构尺寸相同，且三个所述线圈的水平截面均为非圆形形状，三个所述线圈的水平截面均具有一弧形边，三个所述线圈外围定义一外接圆，且三个所述线圈的弧形边均与所述外接圆相切。优选地，所述线圈的水平截面包括一体的一弧形部、一圆角部以及两个连接部，所述弧形部两端分别通过两个所述连接部与所述圆角部连接，所述线圈中部具有一圈心，所述弧形部远离所述圈心的边缘部与所述外接圆相切。优选地，所述圈心与所述线圈的连接处具有一绝缘筒。优选地，所述线圈采用导线绕制而成，所述导线包括铜带和涂覆在所述铜带表面的绝缘漆层。优选地，所述导线绕制在所述绝缘筒表面，且所述导线分成若干组分别沿远离所述绝缘筒的方向叠加绕制，每组所述导线之间设置间隔绝缘层。优选地，所述铁心包括三个铁心框，三个所述铁心框两两相邻的设置，所述铁心框具有互相平行的两个框边，每两个相邻的所述框边组合形成一铁心柱，六个所述框边形成三个所述铁心柱，三个铁心柱呈品字状平行排列，且三个铁心柱水平截面外部具有一铁心外切圆，且三个铁心柱的水平截面均具有与铁心外切圆重合的弧边。优选地，两个所述框边水平截面相邻处的空隙形成一油道，所述弧边与所述油道相交处具有一缺口，所述铁心柱水平截面远离所述缺口的一端具有一倒角，所述铁心框由多层片层组合叠加构成。优选地，所述铁心柱水平截面填充所述圈心水平截面，在所述铁心柱水平截面建立x轴、y轴坐标系，以所述铁心外接圆的圆心为坐标系原点，所述油道与所述x轴为所述坐标系原点，通过计算所述铁心柱中每个所述片层的水平截面端点坐标及每所述片层的面积，确定所述铁心柱水平截面的形状尺寸。与现有技术相比，本专利技术公开的一种三相立体非圆形变压器器身结构的优点在于：通过对铁芯、线圈形状的改变及铁芯设备的重新设计改造，解决了立体三角铁芯截面积变化受限制的问题，扩大了运用立体变压器的容量范围；在同等性能参数要求下，立体非圆形变压器器身结构更紧凑重量更轻，体积更小，空载损耗低、空载电流小、对铁心的利用率高，制造成本较低，能效性能更优；立体非圆形变压器器身结构三个线圈通过隔板紧靠在一起，各方向有受力点且均衡，抗压力强，通过线圈自身结构就能有较强的抗短路能力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。如图1所示为现有技术变压器的叠铁心结构的示意图。如图2所示为现有技术变压器的三角立体圆形卷铁心结构的示意图。如图3所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的俯视图。如图4所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的线圈的俯视图。如图5所示为现有技术变压器器身结构的导线的截面示意图。如图6所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的导线的截面示意图。如图7所示为现有技术变压器器身结构的线圈的截面示意图。如图8所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的线圈的截面示意图。如图9所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的铁心的俯视图。如图10所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的铁心柱截面示意图。如图11所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的铁心柱截面积计算的坐标图。如图12所示为本专利技术一种三相立体非圆形变压器器身结构的铁心柱截面积计算的示意图。具体实施方式如3所示，本专利技术的一种三相立体非圆形变压器器身结构包括一铁心和一线圈组，所述铁心包括三个铁心柱20，三个所述铁心柱20结构尺寸相同，且三个所述铁心柱20均垂直于水平面互相平行的设置。三个所述铁心柱20的水平截面均为非圆形形状。三个所述铁心柱20的水平截面均具有一弧形边。所述线圈组包括三个线圈30，三个所述线圈30分别环绕三个所述铁心柱20，三个所述线圈30均垂直于水平面互相平行的设置。三个所述线圈30的形状尺寸相同，且三个所述线圈30的水平截面均为非圆形形状，且三个所述线圈30的水平截面均具有一弧形边。三个所述线圈30之间分别设置三个隔板40。三个所述线圈30外围定义一外接圆50，且三个所述线圈30的弧形边均与所述外接圆50相切。在面积相同的情况下，所述线圈30与所述外接圆50相切的弧形边越长，相应的所述外接圆50也越小，进而所述三相立体非圆形变压器器身结构得体积也越小，所需材料越少，器身填充利率也越大。具体的，所述线圈30最终形成的心态与所述线圈30所选用的材料及其绕制工艺相关。所述三相立体非圆形变压器器身制造过程中，需要按照设计数据试制所述线圈3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，包括一铁心和三个线圈，所述铁心包括三个水平截面为非圆形的铁心柱，三个所述线圈分别环绕三个所述铁心柱，三个所述线圈结构尺寸相同，且三个所述线圈的水平截面均为非圆形形状，三个所述线圈的水平截面均具有一弧形边，三个所述线圈外围定义一外接圆，且三个所述线圈的弧形边均与所述外接圆相切。

【技术特征摘要】
1.一种三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，包括一铁心和三个线圈，所述铁心包括三个水平截面为非圆形的铁心柱，三个所述线圈分别环绕三个所述铁心柱，三个所述线圈结构尺寸相同，且三个所述线圈的水平截面均为非圆形形状，三个所述线圈的水平截面均具有一弧形边，三个所述线圈外围定义一外接圆，且三个所述线圈的弧形边均与所述外接圆相切。2.如权利要求1所述的三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，所述线圈的水平截面包括一体的一弧形部、一圆角部以及两个连接部，所述弧形部两端分别通过两个所述连接部与所述圆角部连接，所述线圈中部具有一圈心，所述弧形部远离所述圈心的边缘部与所述外接圆相切。3.如权利要求2所述的三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，所述圈心与所述线圈的连接处具有一绝缘筒。4.如权利要求1所述的三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，所述线圈采用导线绕制而成，所述导线包括铜带和涂覆在所述铜带表面的绝缘漆层。5.如权利要求4所述的三相立体非圆形变压器器身结构，其特征在于，所述导线绕制在所述绝缘筒表面，且所述导线分成若干组分别沿远离所...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆效平，孟坤，
申请(专利权)人：江苏五洲电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32