[发明专利]对称三角形节能变压器卷铁芯展开带裁剪节材设计方法

权利要求书

1.一种对称三角形节能变压器卷铁芯展开带裁剪节材设计方法，具体设计步骤如下：

(1)建立卷铁芯截面数学模型以及在建模过程中节材

铁芯的截面是由多个小矩形组成，矩形长度为硅钢片的宽度，矩形的宽度为硅钢片的厚度；裁剪出变压器的铁芯展开料带首先要知道铁芯每圈的长度和宽度，相邻两圈曲料的长度之差相等；

(A)建立卷铁芯截面数学模型：

首先建立截面圆的圆心为圆点的坐标系，其中：r：铁芯截面的半径，S_h：铁芯起始宽度，E_w：为铁芯的终止宽度；

把料带分段：在S→B这一段曲料中，随着 x = ox wx ]]>的逐渐减小，曲料的宽度逐渐平滑而缓慢地增加，把BS这一段划分为同一段料带，而在B→O的过程中，随着 x = cx wx ]]>的逐渐减小，曲料的宽度逐渐平滑而缓慢地减小，把这一段划分为同一段料带，而在O→D的这一段曲料，随着 x = ox wx ]]>的逐渐增加，曲料的宽度连续而快速地减小；

(B)建模过程中节材：

把铁芯截面中o₁d₁段中的圆弧改成直线，当用斜线替代圆弧后，在一块长方形原材料中裁剪得到同样的两块曲料，适当地选择原材料的长度和宽度，材料理想利用率就达到100％；

具体方法是：在上取一点C把o₁c₁和c₁d₁的圆弧用直线来代替，其中C点的选取将根据E_m的不同而有所不同，根据实际的情况进行调整，以尽可能接近圆弧形为目标，以便能在相同的截面半径时达到尽可能大的截面面积；

若要保持尽可能大的圆面积同时也要求终止宽度E_w尽可能小，以保证最大的圆面积，但也不能过小，否则裁剪时会造成料带的浪费，一般取值范围为(0.08r～0.1r)；

设 x = ox wx , ]]>在O→C这段曲料中，曲料的宽度在 0 ≤ x ≤ | OC ‾ | ]]>按一确定的斜率有规则地减小，在C→D这段曲料中，那么这一段曲料的宽度在 | OC ‾ | ≤ x ≤ ( 4 r 2 - E W 2 - 3 E W ) / 4 ]]>上按另一确定的斜率有规则地减小；

设x为S→D上的一个点，而 x = ox wx , ]]>得出曲料的宽度hx在S→D上统一的算法：

h x = 2 × r 2 - x 2 ( r / 2 < x < r 2 - S h 2 / 4 ) 3 x + r 2 - x 2 ( 0 ≤ x ≤ r / 2 ) r - r - r 2 - x 2 + 3 x | OC ‾ | × x ( 0 ≤ x ≤ | OC ‾ | ) r - 4 ( r - E w ) 4 r 2 - E w 2 - 3 E w × x ( | OC ‾ | ≤ x ≤ 4 r 2 - E w 2 - 3 E w 4 ) - - - ( 1 ) ]]>

(2)裁剪时节材

根据式(1)，分及四部分，把曲料按中轴线叠加，使曲料的一边变成直边；在同一块原始料带上反对称式的裁剪同种曲料，其中任意一相铁芯的绕制分及四部分进行，相当于裁剪四类起始宽度、最宽宽度及长度均不相同的曲料；或在同一块原始料带上裁剪同种类型曲料，其中，原始料带的宽度等于两个同种料带类型成180°对称的两个宽度之和的最大值即 { max ( h ki + h ki ‾ ) , K = 1,2,3,4 } , ]]>K的取值表示及这四部分的序列号。