分段式三相立体卷铁心变压器铁心结构制造技术

一种分段式三相立体卷铁心变压器铁心结构，组成每个绕组相的耦合磁路铁心柱的两个半圆柱分别在接近或等于铁心窗高的１／３Ｈｗ和２／３Ｈｗ位置分断，可实现磁通的旁路，减小励磁电流；卷铁心框的圆角优化为分级的具有一致分级内圆角Ｒ的结构、以及配合硅钢片层间粘合材料的使用，大大提高了卷铁心的刚度，降低了卷铁心框分断后的回弹变形和减小了铁心的内应力释放程度，从而大大提高了分断卷铁心闭合复原后的吻合程度，改善了铁心的磁路性能。

【技术实现步骤摘要】
专利技术所属领域本专利技术属于电力变压器铁心制造

技术介绍
在中国专利申请200610033591.8《分段式铁心结构变压器/电抗器》以及中国专利申请200610035356.4《分段式卷铁心制造方法》相继公开了卷铁心被分断的三相变压器铁心制造技术，研究发现，对于Δ轭的三相立体卷铁心磁路，铁心在柱段分断的位置对磁路特性有影响，本专利将提出优化方案；另外，公开专利中涉及到电火花线切割方法分断卷铁心的技术方案，然而对卷铁心转角处卷绕内应力较大的情况下，卷铁心分断后再度对接复原时吻合度不够理想，原因在于切割后转角处内应力释放造成卷铁心弹性变形向外回弹扩张，卷铁心切割后的柱中心距大于硅钢片卷绕后的初始柱中心距。铁心在心柱段分断的位置以及分断断面的复原吻合度都直接影响三相磁路的特性。专利技术任务和技术方案实现Δ轭的三相立体卷铁心三相磁路相间磁通穿越的方法就是在分断卷铁心框的前提下，再改变卷铁心框的分断位置，即组成铁心柱的两个半圆柱分别在接近或等于1/3窗高以及2/3窗高的位置分断。提高卷铁心分断面吻合度的方案就是一方面提高卷铁心自身弯曲刚度，另一方面减小转角卷绕内应力，并且遏制内应力的释放程度。下面结合附图说明本专利技术涉及的分段式卷铁心的结构。图1是分段式Δ轭的三相立体卷铁心三相磁路结构(正视图和俯视图)图2是磁通穿越接合面进入相邻卷铁心框心柱的示意3是卷铁心单框圆角处的分级等圆角半径R的局部结构图4是分级卷绕成截面为平行四边形的卷铁心结构图1中，1-分段卷铁心框，2-单框卷铁心左柱分断面，3-单框卷铁心右柱分断面，12-120o平面角，13-内夹件，14-外夹件。图2中，1-分段卷铁心框，4-磁路相间接合面AB，5-左框心柱分断面CD，6-右框心柱分断面EF。图3中，7-卷绕分级，8-弧形间隔区，9-支撑块，10-分级内圆角R。图4中，1-分段卷铁心框，7-卷绕分级，8-弧形间隔区，11-平行四边形卷绕分级。在图1中，示意出由三个相对独立的分段卷铁心框(1)并列放置拼合成的轭部为Δ形的三相立体卷铁心的磁路结构。对应三相电路将耦合三相磁路，每个分段卷铁心框(1)构成三相磁路的一个磁回路。截面为半圆形的两个相邻卷铁心框的心柱部分组成三相交流电路系统一个绕组相的耦合磁路，并且拼凑出一个完整的圆形截面，每个分段卷铁心框(1)在心柱部分分断成η形，单框卷铁心左柱分断面(2)和单框卷铁心右柱分断面(3)位置分别在铁心窗高Hw的2/3Hw和1/3Hw处，并且拼凑成同一个绕组相的耦合磁路心柱的两个相邻卷铁心框的半柱的断口位置不同，也分别在铁心窗高Hw的1/3Hw和2/3Hw处(见图2示意)。单框分段卷铁心框(1)的两个相间对接面构成120o平面角(12)。这样的磁路结构，就象图2中示意的磁通传导效果那样，实现磁通在相邻分段卷铁心框中的旁路，图中箭头表示磁通流向，右侧卷铁心框内流动的磁通一部分穿越右框心柱分断面EF(6)流通，另一部分穿越磁路相间接合面AB(4)、左侧分段卷铁心框(1)、磁路相间接合面AB(4)，返回到右侧分段卷铁心框(1)，这样，磁通旁路减小了由于分断卷铁心带来的磁阻增加，从而减小了励磁电流。同理，左侧卷铁心框磁通的流通和旁路方式是等同的。不再赘述。磁通旁路的比例主要取决于磁路相间接合面AB(4)、左框心柱分断面CD(5)、右框心柱分断面EF(6)各自的接合面间隙磁阻大小。可以在这些间隙处填充导磁材料(例如导磁胶)来改善磁路磁阻和改变旁路磁通分配比例，而且可以总体上限制由于分断铁心导致的励磁电流的增加。卷铁心框不分断时，就几乎没有磁通旁路，没有磁通的相间穿越，因此和同一绕组相耦合的心柱的两个半圆内的磁通是不均匀的，相位也不一致。卷铁心框的分断，同时改善了Δ形轭部的磁路特性和磁通分配。图1中，在分段卷铁心框(1)的相间结合部位设置内夹件(13)和外夹件(14)，实现对三个相对独立的分段卷铁心框(1)紧锢、形成一体的三相立体卷铁心磁路。η形的分段结构也为卷铁心的复原装配提供了方便。图3中，示意出一种卷铁心单框圆角处的分级等圆角半径R的局部结构，图中卷铁心卷绕总叠厚分成四级，甚至可以更多，每一级都具有一致的或相同的分级内圆角R(10)，级与级之间支撑有陶瓷或金属的支撑块(9)，这样卷绕制成的卷铁心，在心柱分断后，可大大减小心柱的回弹变形，增加分断面的复原吻合度。支撑块(9)可能是部分填充弧形间隔区(8)，有一定的留空并不影响使用性能。现有技术的卷铁心不存在弧形间隔区(8)。另外，只有增加卷铁心柱的总体刚度才能减小回弹变形，图3的结构大大提高转角处的弯曲刚度，而且，在硅钢片层间浸渍树脂或成型其他粘合材料，使得卷铁心由层合体转变成块体，可大大提高卷铁心刚度，并且能够降低铁心磁致伸缩引起的噪声。刚体结构遏制了转角应力的释放。一方面提高卷铁心自身弯曲刚度，另一方面减小转角卷绕内应力，并且遏制内应力的释放程度，就可以提高分段卷铁心框的闭合复原的吻合程度。图4给出一种卷铁心的分级卷绕结构，它是利用等宽的硅钢片轴向步进卷绕，卷绕后形成卷铁心的一级，该级的截面为平行四边形(特示为阴影部分)，当每一级平行四边形的锐角均为60o、而且窄的锐角边共面时，就可获得理想的平面角为120o的磁路相间接合面AB(4)，即构成图1中的120o平面角(12)。本专利技术阐述的卷铁心框的分断位置在铁心窗高1/3Hw和2/3Hw处是理想值，不是绝对值，允许偏离此值；同样，磁路相间接合面AB(4)之间形成的平面角120o也不是绝对值，允许有制造误差。实施本专利技术的技术方案获得的效果通过优化卷铁心框的分断位置可以增加相邻卷铁心框心柱间的磁通旁路，减小由于分断卷铁心框形成的气隙磁阻，从而减小励磁电流。通过改变卷铁心转角的圆角结构，以及在卷绕硅钢片的层间增加粘合材料，增加了卷铁心的刚度，有效抵御了卷铁心分断后应力释放带来的回弹变形，提高了分段卷铁心框复原吻合度，从而改善了磁路性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式三相立体卷铁心变压器的铁心结构，其特征在于：三相立体卷铁心变压器的三相磁路是由三个尺寸相同的、在心柱段被分断的分段卷铁心框（１）构成的三相立体结构；每个分段卷铁心框（１）的截面轮廓是半圆形的，相邻卷铁心框的柱段并列使两个半圆组合成圆形铁心柱，相邻卷铁心框的轭段首尾相连组成三相立体铁心的△轭；组成一个绕组耦合磁路的铁心柱的两个半圆柱的理想分断位置，分别在接近或者等于铁心窗高的１／３Ｈｗ和２／３Ｈｗ处。

【技术特征摘要】
1.一种分段式三相立体卷铁心变压器的铁心结构，其特征在于三相立体卷铁心变压器的三相磁路是由三个尺寸相同的、在心柱段被分断的分段卷铁心框(1)构成的三相立体结构；每个分段卷铁心框(1)的截面轮廓是半圆形的，相邻卷铁心框的柱段并列使两个半圆组合成圆形铁心柱，相邻卷铁心框的轭段首尾相连组成三相立体铁心的Δ轭；组成一个绕组耦合磁路的铁心柱的两个半圆柱的理想分断...

【专利技术属性】
技术研发人员：张长增，
申请(专利权)人：张长增，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]