变压器铁心制造技术

一种变压器铁心，包括至少一个支柱和至少一个磁轭部，其中支柱的横截面为具有多于四个边的规则多边形。铁心由从宽度恒定的条带滚制的环制成，从而可以取得良好的电气特性。还可以容易地制造变压器并避免浪费材料。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器铁心，尤其是包括规则多边形支柱的三相和单相铁心。三相变压器铁心通常由变压片制成，对小变压器它们切割成EI形，而对大变压器它们切割成边对边设置的矩形片。其缺点在于，磁场必须经过边从片传递到片上，而且磁场必须经过不必要长的路径并不能总是沿磁性取向行进。变压器铁心的设计者致力于取得带有基本为圆形横截面的支柱，因为这样最终的变压器最有效。但是，总得在效率和生产需要之间权衡，这样只能产生带有非圆形支柱的不是最优的变压器铁心。三相变压器的条片铁心很难加工。铁心的效率可以通过将条片切割成可变的宽度和绕组环而增大，对单相变压器给定一圆形横截面而对三相变压器给定半圆形横截面。这种方法产生了大量的浪费并且绕组步骤很耗时。US 4,557,039(Manderson)披露了一种使用具有线性斜度的电工钢条片加工变压器铁心的方法。通过选择适当的斜度，一个铁心支柱的六边形或更接近圆形的横截面产生出来。但是，斜条片很难加工并且很耗时，而且其设计不适应大规模生产。在附图说明图1a-1c中示出了Manderson的一个现有技术的三相变压器铁心10。铁心具有△形，从图1中的立体图中可见，其中三个支柱由磁轭部相互连接。在图1a中，示出了在组装之前铁心的一个剖视图。铁心包括三个相同的环形部分12,13和14，其基本形状在图1中示出。每个环形部分填充到两个具有六边形横截面的支柱的一半高度，这样构成一个三相变压器的三个支柱。环形部分首先由恒定宽度的条片缠绕成三个相同的环12、13和14，带有菱形横截面，包括两个60°的角和两个120°的角。这些环12a-14a构成基环。条片的方位也在图1a和1b中示出。在每个环形部分中的基环外侧有一个具有正三角形横截面的外环12b,13b,14b。外环由具有宽度恒定减小的条带缠绕而成。当三个环形部分12-14结合在一起时，见图16，它们形成三个六边形支柱，其上缠绕有变压器绕组。此方案的一个缺点在于变压器的每个尺寸需要其自身的条片切割。而且，外环12b-14b由具有宽度减小的条片制成会产生浪费，而且还使根据Manderson的变压器很难加工。在以下文件中也描述了变压器铁心，它们是SE 163797,US 2,458,112,US 2,498,747,US 2,400,184和US 2,544,871。但是，以上所述的文件中的铁心不能克服上述问题。本专利技术的一个目的是提供一种变压器铁心，其中能量损失减小到最少。本专利技术的另一个目的是提供一种变压器铁心，它可以容易地加工并避免材料浪费。本专利技术的还一个目的是提供一种加工变压器的方法，它可以很好地适应大规模生产。本专利技术基于的认识为，一个带有一个或多个具有多于四个边的规则多边形支柱的变压器铁心可以由具有恒定宽度的材料的条片缠绕而成。根据本专利技术，提供了一种变压器铁心，包括至少一个支柱和至少一个磁轭部，其中所述至少一个支柱的横截面为具有多于四个边的规则多边形，其特征在于，铁心由从宽度恒定的条片滚制的环制成。其他的优选实施例在从属权利要求中限定。下面参照附图以示例性方式描述本专利技术，其中图1是由带有菱形和三角形横截面的环制成的现有技术的三相变压器铁心的一立体图；图1a和1b是分别在组装之前和之后图1中所示的铁心的剖视图；图2是本专利技术一三相变压器铁心的一立体图，铁心带有具有六边横截面的支柱；图2a和2b是分别在组装之前和之后图2中所示的铁心的剖视图；图3a和3b是一个变化的三相变压器铁心带有六边横截面的支柱部分别在组装之前和之后的剖视图；图4是带有八边形支柱的三相变压器铁心的一立体图；图4a是图4中所示的铁心的一剖视图；图5是带有十边形支柱的一变压器的剖视图；图6是带有十二边的一变压器支柱的剖视图；图7-9示出用于影响一三相变压器中漏电感和谐波的设置；图10是带有特定形状的磁轭部分用于改进磁通的一三相变压器铁心的剖视图；图11示出带有排列的支柱的一三相变压器铁心；图12-14示出本专利技术的单相变压器铁心；图15-17示出变压器铁心横截面形状的进一步的改进。下面描述本专利技术一三相变压器铁心的优选实施例。已结合现有技术对图1进行了描述，并且以下不再解释。图2中示出本专利技术一个三相变压器铁心20。其基本形状与图1中所示的现有技术的变压器铁心相似，基本具有一△形，但以完全不同的方式设计。铁心由三个环形部分22、23、24制成，环形部分包括几个环。这样有较宽的或较窄的两个宽度，其中窄环由为宽环宽度一半的条片制成。而且它们有较低的或较高的两个高度，其中低环的高度为高环高度的一半。除非另外指明，在本说明书中通篇使用这些限定。条片最好由变压器片制成。每个环形部分22-24分别包括一个宽的并且高的基环22a-24a，这同图1中所述相似。这样，这些环在六边形支柱中成对形成四个侧边。支柱中其余的斜方形以不同的方式构成，见图2a和2b。在最里面的第一支柱25中，附加的菱形横截面由两个斜方形构成。第一个以24b表示并属于环形部分24，它是一个宽低环。第二个以22b表示并属于环形部分22，它是一个窄高环。在图2中右边的第二支柱26中，附加的斜方形横截面由一个偏菱形和两个斜方形构成。偏菱形由属于环形部分22的窄高环22b填充。斜方形由属于环形部分23的两个窄低环23b、23c填充。在图2左边的第三支柱27中，附加的斜方形横截面也由一个偏菱形和两个斜方形构成。偏菱形由属于环形部分24的宽低环24b填充。斜方形由属于环形部分23的两个窄低环23b、23c填充。环形部分23包括两个低窄环而不是一个较大的环的原因在于，较大的环不能既如在左支柱27中所需那样窄而高又如在右支柱26中所需那样宽而低。这样就使用两个窄低环。所有连接支柱25-27的上或下磁轭都具有不同的形状，但都由一个具有较大斜方形横截面的基环加上一个具有偏菱形横截面的环或两个具有较小的斜方形横截面的环构成。这样所有的磁轭都具有相同的总横截面面积。基环外侧的斜方形空间当然可以根据一些基本原理填充。下面参照图3a和3b描述一第二实施例。通常表示为30的铁心具有与上述第一实施例基本相同的形状。但是在此实施例中铁心包括三个相同的环形部分32-34，下面描述最右边的一个32。环形部分32-34与结合图2描述的部分23相似。在第一支柱35中，环形部分32包括两个窄低环32b、32c，其中环32c围绕在环32b外侧。在第二支柱36中，环形部分32的两个环32b、32c彼此侧对侧设置的，见图3a。其余两个部分33、34与第一部分32相同。这样，通常取决于产量铁心的生产可以简化，因为所有三个环形部分32-34都可以由相同的模具制成。还可以加工宽低环并转动支柱部60°，迫使磁轭部分相应弯曲。这样磁轭部分需要更多的空间并且弯曲不容易实现。也可以如上所述加工窄高环并转动和弯曲，但这比较困难。还可以进行包括那些具有较小拆分的另外的变化。下面参照图4和4a描述一个通常表示为40的带有八边形支柱的铁心。在一八边形横截面中，例如参见后支柱45，侧边转动45°，这表示它们具有相对彼此的135°的相对角。每个带有一45°角的三个斜方形则在铁心支柱的最里边中形成。在这些斜方形外侧，两个正方形由带有正方形横截面的环填充。最后，一个斜方形填充支柱的八边形横截面的其余部分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器铁心，包括至少一个支柱和至少一个磁轭部，其中所述至少一个支柱的横截面为具有多于四个边的规则多边形，其特征在于，铁心由从宽度恒定的条片滚制而成的环制成。

【技术特征摘要】
US 1998-9-2 09/146,5011．一种变压器铁心，包括至少一个支柱和至少一个磁轭部，其中所述至少一个支柱的横截面为具有多于四个边的规则多边形，其特征在于，铁心由从宽度恒定的条片滚制而成的环制成。2．根据权利要求1所述的变压器铁心，其特征在于，所述至少一个支柱具有六边形横截面。3．根据权利要求2所述的变压器铁心，其特征在于，包括九个环。4．根据权利要求3所述的变压器铁心，其特征在于，包括三个具有第一宽度和第一高度的环和六个具有第二宽度和第二高度的环，其中第二宽度相当于第一宽度的一半而第二高度相当于第一高度的一半。5．根据权利要求4所述的变压器铁心，其特征在于，包括第一(32)、第二(33)和第三(34)环形部分，其中每个环形部分包括一个由具有第一宽度和第一高度的条片缠绕的第一环(32a,33a,34a)，所述环的横截面为带有两个60°角的菱形，一个由具有基本相当于第一宽度一半的第二宽度和基本相当于第一高度一半的第二高度的一个条片缠绕的第二环(32b,33b,34b)，所述第二环具有菱形横截面并位于所述第一环(32a,33a,34a)上，一个由具有第二宽度和第二高度的一个条片缠绕至第二高度的第三环(32c,33c,34c)，所述第二环具有菱形横截面并位于所述第一环(32a,33a,34a)上邻近所述第二环的一个位置中并位于所述第二环上的另一个位置中，所述第一、第二和第三环形部分组装形成一个具有三个带有六边形横截面的支柱的三相变压器铁心。6．根据权利要求2所述的变压器铁心，其特征在于，包括七个环。7．根据权利要求6所述的变压器铁心，其特征在于，包括由具有第一宽度和第一高度的条片缠绕的第一(22a)、第二(23a)和第三(24a)环，所述环的横截面为带有两个60°角的菱形，所述形成磁轭部分的第一、第二和第三环一起形成一个三角形，一个由具有所述第一宽度和基本等于第一高度一半的第二高度的一个条片缠绕的第四环(24b)，所述第四环具有斜方形横截面并位于所述第三环(24a)上，一个由具有基本等于第一宽度一半的第二宽度和所述第一高度的一个条片缠绕的第五环(22b)，所述第五环具有斜长方形横截面并位于所述第一环(22a)上，一个由具有第二宽度和所述第二高度的一个条片缠绕的第六环(23b)，所述第六环具有菱形横截面并位于所述第二环(23a)上，以及一个由具有第二宽度和所述第二高度的一个条片缠绕的第七环(23c)，所述第七环具有菱形横截面并位于所述第二环(23a)和所述第六环(23b)上，从而可以形成一个带有三个具有六边形横截面的支柱的三相变压器铁心。8．根据权利要求1所述的变压器铁心，其特征在于，所述至少一个支柱部具有八边形横截面。9．根据权利要求8所述的变压器铁心，其特征在于，包括第一、第二和第三成型环，每个成型环包括三个都具有两个支柱部和两个磁轭部的环(42a,42b,42c)，其中第一环(42a)在其带有45°角的支柱部具有菱形横截面，而磁轭部在其...

【专利技术属性】
技术研发人员：伦纳特赫格隆，
申请(专利权)人：伦纳特赫格隆，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]