一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法技术

本发明专利技术公开一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法，每个铁芯柱为由四个结构相同、截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的圆形，两侧旁柱为由两个结构相同直角阶梯形单体铁芯组合而成的半圆形；三个主柱安装线圈形成器身；方法为：采用三相五柱结构；设计制造工装；优化设计线圈上下夹紧件结构；利用制造工装装配主柱和旁柱铁芯，打开主柱和旁柱铁芯的开口，将下部分主柱和旁柱铁芯开口向上直立放置在制造工装上，整理好铁芯后将线圈从上至下套入铁芯；铁芯合片完成后，安装上、下夹紧件，进行一次器身翻转，使铁芯开口向下，并使其悬挂在线圈上。本发明专利技术减少生产时间，节约大量制造成本，提高线圈突发短路通过率，更好的满足国网高标准要求。

【技术实现步骤摘要】
一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法
本专利技术涉及一种非晶合金变压器，具体为一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法。
技术介绍
非晶合金变压器是近年来为响应国家与全世界范围内节能降耗，减少全球范围内温室效应而研发的一种新型铁芯材料的变压器。该类型变压器铁芯由经过超急冷凝等特殊工艺及加入Si、B类金属元素所构成，具有高饱和磁感应强度，其磁导率、激磁电流和铁损等各方面均优于常规的硅钢结构变压器。能够大大降低变压器在空载运行时的自身能耗。从而降低不可再生发电材料的消耗及系统运行的成本。圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法分析，因为非晶合金材料自身的属性特点，其在后期加工使用时，在受到外力冲压后易碎，因此难以像常规变压器铁芯那样叠制，只能以卷制的方式进行制造和使用。且前期因制造工艺的原因，非晶合金带材的材料宽度尺寸只有142mm、170mm两种尺寸，因此传统非晶合金变压器铁芯均为方形结构，为三相五柱形式，铁芯柱截面为方形，如图1所示，每个铁芯柱由两个或四个小矩形铁芯组合而成，如图2A～2C所示，导致线圈制造也为方形结构，制造时需要设计特殊的方形模具，且线圈绕制完成后需要进行一次或两次高温干燥定型后才能使用，对生产效率和生产成本有很大影响。同时由于常规非晶合金变压器线圈为方形结构，在产品运行时一旦因外部故障造成产品短路，这种方形结构线圈对短路力的抵抗能力相当薄弱。目前国家电网对采购选用的非晶合金变压器抗短路能力要求越来越严格，很多企业为了能够满足抗突发短路的能力，在产品制造时还需要进行二次浸漆烘干或绑扎紧固工艺，导致进一步增大制造成本。但即使增加制造成本，强化工艺手段，抗突发短路的通过率基本保持在65％左右。
技术实现思路
针对现有技术中非晶合金变压器抗短路能力的通过率低、制造成本高等不足，本专利技术要解决的问题是提供一种可使突发短路通过率显著提高、能更好的满足国网高标准要求、节约大量制造成本的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器及制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，铁芯采用三相五柱结构，三个主柱中，每个铁芯柱为由四个结构相同、截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的圆形，两侧旁柱为由两个结构相同直角阶梯形单体铁芯组合而成的半圆形；三相五柱结构的三个主柱安装线圈形成器身，在器身上、下两端分别安装上夹紧件和下夹紧件。每个直角阶梯形为由不同等宽的矩形非晶合金材料叠装而成，四个直角阶梯形的直角面拼接形成圆形柱做为主柱，两个直角阶梯形的直角面拼接形成半圆形柱做为旁柱。所述上夹紧件包括槽钢，在其上部预留钻孔，通过金属螺纹杆、紧固件与下夹紧件配合安装在器身上、下两端。所述下夹紧件包括铁芯托架和线圈托板固连而成，通过金属螺纹杆、紧固件与上夹紧件配合安装在器身上、下两端。本专利技术一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器的制造方法，包括以下步骤：1)非晶合金变压器铁芯设计为单个圆形铁芯柱由四个截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成、单个半圆形铁芯柱由两个截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的三相五柱结构；2)设计制造工装，优化设计线圈上下夹紧件结构；3)利用制造工装装配主柱和旁柱铁芯，4)打开主柱和旁柱铁芯的开口，将下部分主柱和旁柱铁芯开口向上直立放置在制造工装上，整理好铁芯后将线圈从上至下套入铁芯；5)铁芯合片完成后，安装上、下夹紧件，进行一次器身翻转，使铁芯开口向下，并使其悬挂在线圈上。步骤1)中截面为直角阶梯形单体铁芯由不同等宽的非晶带材制作，各级尺寸相差10～20mm，制作过程为：剪切、叠片、整理、退火、绑扎刷漆、固化。步骤2)中制造工装包括第一铁芯托架和第二铁芯托架，每个铁芯托架上等距设有多个插齿，多个插齿根部置于一个插槽中；第一铁芯托架的多个插齿和第二铁芯托架的多个插齿相间插接，插齿前端插入对应铁芯托架的插槽中。第一铁芯托架和第二铁芯托架的插齿形状相互吻合，插接后形成一个整体托架。第一铁芯托架和第二铁芯托架长轴两侧端部分别设有限位挡板，第一铁芯托架和第二铁芯托架相应端部的限位挡板错位抵接；第一铁芯托架和第二铁芯托架短轴两侧端部分别设有线圈托板；第一铁芯托架和第二铁芯托架插接后形成的整体托架四角分别设有工装吊板。步骤3)中，利用制造工装装配主柱和旁柱铁芯，具体为：301)将制作好的非晶带材铁芯叠片按大小排序分别摆放在第一铁芯托架1和第二铁芯托架的托盘中，保持直立状态；302)将第一铁芯托架和第二铁芯托架对插，保证插齿深入到对方插槽中，用两根金属螺纹杆将第一铁芯托架和第二铁芯托架连接紧固；303)按技术要求，调整好铁芯主柱与旁柱之间的装配尺寸，打开所有铁芯开口，用纸板、布带进行临时性固定，使所有铁芯开口竖直向上；304)分别套入已绕制完成的三个圆形线圈，按制造要求，搭接闭合所有铁芯开口，完成器身制造；305)在完成器身上部安装变压器下夹紧件，安装紧固金属螺纹杆；306)进行一次整体器身翻转，拆除制造工装，安装变压器上夹紧件。本专利技术具有以下有益效果及优点：1.本专利技术可利用常规变压器线圈绕制设备，绕制成圆形线圈，不需要特殊的绕制模具；线圈绕制完成后不再需要进行压装定型、干燥等特殊工艺处理，减少生产时间，提高生产效率。2.本专利技术同常规方形非晶合金变压器相比免去干燥、浸漆、二次干燥、绑扎等特殊制造工序，节约大量制造成本，优化设计线圈上下夹紧件结构，减轻夹件材料重量，提高线圈压紧强度，简化线圈夹紧件制造工艺。3.本专利技术采用圆形线圈结构，对突发短路力承受能力更好，是最稳定的抗短路结构，能大幅提升国网抽检合格率，根据以往常规圆形线圈变压器结构送检结果可得，圆形线圈突发短路通过率能达到90％以上，能更好的满足国网高标准要求，提升企业产品市场占有率。附图说明图1为现有技术中非晶合金变压器方形铁芯柱截面俯视剖视示意图；图2A为现有技术中非晶合金铁芯单框主视图；图2B为现有技术中非晶合金铁芯单框左视图；图2C为现有技术中非晶合金铁芯单框俯视图；图3A为现有技术中非晶合金变压器上夹紧件结构主视图；图3B为现有技术中非晶合金变压器上夹紧件结构左视图；图3C为现有技术中非晶合金变压器上夹紧件结构俯视图；图4A为现有技术中非晶合金变压器下夹紧件结构主视图；图4B为现有技术中非晶合金变压器下夹紧件结构左视图；图4C为现有技术中非晶合金变压器下夹紧件结构俯视图；图5为本专利技术非晶合金变压器圆形铁芯柱截面俯视剖视示意图；图6A为本专利技术非晶合金铁芯单框主视图；图6B为本专利技术非晶合金铁芯单框左视图；图6C为本专利技术非晶合金铁芯单框俯视图；图7A为本专利技术非晶合金变压器下夹紧件结构主视图；图7B为本专利技术非晶合金变压器下夹紧件结构左视图；图7C为本专利技术非晶合金变压器下夹紧件结构俯视图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，其特征在于：铁芯采用三相五柱结构，三个主柱中，每个铁芯柱为由四个结构相同、截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的圆形，两侧旁柱为由两个结构相同直角阶梯形单体铁芯组合而成的半圆形；三相五柱结构的三个主柱安装线圈形成器身，在器身上、下两端分别安装上夹紧件和下夹紧件。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，其特征在于：铁芯采用三相五柱结构，三个主柱中，每个铁芯柱为由四个结构相同、截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的圆形，两侧旁柱为由两个结构相同直角阶梯形单体铁芯组合而成的半圆形；三相五柱结构的三个主柱安装线圈形成器身，在器身上、下两端分别安装上夹紧件和下夹紧件。


2.根据权利要求1所述的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，其特征在于：每个直角阶梯形为由不同等宽的矩形非晶合金材料叠装而成，四个直角阶梯形的直角面拼接形成圆形柱做为主柱，两个直角阶梯形的直角面拼接形成半圆形柱做为旁柱。


3.根据权利要求1所述的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，其特征在于：所述上夹紧件包括槽钢，在其上部预留钻孔，通过金属螺纹杆、紧固件与下夹紧件配合安装在器身上、下两端。


4.根据权利要求1所述的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器，其特征在于：所述下夹紧件包括铁芯托架和线圈托板固连而成，通过金属螺纹杆、紧固件与上夹紧件配合安装在器身上、下两端。


5.根据权利要求1所述的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)非晶合金变压器铁芯设计为单个圆形铁芯柱由四个截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成、单个半圆形铁芯柱由两个截面为直角阶梯形单体铁芯组合而成的三相五柱结构；
2)设计制造工装，优化设计线圈上下夹紧件结构；
3)利用制造工装装配主柱和旁柱铁芯，
4)打开主柱和旁柱铁芯的开口，将下部分主柱和旁柱铁芯开口向上直立放置在制造工装上，整理好铁芯后将线圈从上至下套入铁芯；
5)铁芯合片完成后，安装上、下夹紧件，进行一次器身翻转，使铁芯开口向下，并使其悬挂在线圈上。


6.根据权利要求5所述的圆形铁芯抗短路结构非晶合金变压器的制造方法，其特征在于步骤1)中截面为直角阶梯形单体铁芯由不同等宽的非...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙希龙，刘斌，苏颖，于佳，
申请(专利权)人：特变电工沈阳变压器集团有限公司，特变电工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21