[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器卷铁芯制造，尤其是一种用于三相对称三角形圆截面卷铁芯变压器的卷铁芯展开带裁剪的方法。

背景技术

三角形圆截面卷铁芯变压器是新一代的变压器产品，它的铁芯结构不同于以往的叠积式的铁芯结构，从以前的叠积式发展到现在的卷绕式，对于变压器的制造来说要有质的飞跃，而且铁芯制造的好坏对变压器的影响也是非常大的，因此在铁芯剪裁技术上要有新的技术方法被提出。

以现在日趋比较成熟运用比较广的S11系列的变压器为例，其铁芯主要有叠积式和卷绕式两类。虽然已大规模的推广S11卷绕式变压器的使用，但由于新型对称结构的三角形变压器和它在结构上的很大不同，将导致不能将目前的铁芯裁剪算法及技术直接运用于三角形变压器。为了说明结构的不同，现在将以S11系列的三相日字型为例，来说明同样是卷绕式的铁芯，为何三角形结构变压器的卷铁芯需要在算法上有所突破。下面就其结构进行对比，三相日字形卷铁芯和三相三角形卷铁芯的截面示意图和卷绕方式的对比，如图1所示，可以看出虽然都是卷绕而成，但是由于三角形结构的卷铁芯的任意两相要构成60°的夹角，所以任意一相铁芯在绕制后是如图所示的60°不同于日字形的90°，因此绕制所需的料带宽度和长度的关系复杂化，剪裁也变的不易。

目前，生产三角形结构的变压器，在技术和生产能力上明显不足。一方面，材料利用率方面没有得到重视和解决，因为三角形结构的变压器相对于传统的变压器来说，它的裁剪更加不规则，而要想在规则的矩形原始料带上能够高利用率的裁剪出不规则料带是一个技术突破口，因为这个技术的解决除了能为生产商带来可观经济效益，更重要的是在国家把节能作为首要战略目标下，其技术方案的提出也是有举足轻重的作用。另外一方面，生产出的变压器种类单一，而这就是因为在技术理论上不够完备。因此从三角形变压器的本质结构特征出发，建立出节材型铁芯截面模型，提出一套完备的节材铁芯截面的算法公式以及节材裁剪算法，把具体实际的东西理论化，系统化，生产商能够根据该设计方法可以设计出多样化的变压器来满足各种用户的需求。

发明内容

本发明所要解决技术问题是在规则的矩形原始料带上能够高利用率的裁剪出不规则料带，而提供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，该方法分析了三角形立体结构的新型变压器的卷绕特点和优化卷铁芯截面形状，从而用逆向思维方法推导出卷绕所需要的料带任意时刻的长度和宽度的关系式，根据三角形结构三相铁芯中一相的长度、宽度，便可以根据算法所得到的数据生产任意容量(功率)的变压器，而且针对料带的非规则性进而制定出裁剪料带时的节材方案。

本发明的技术方案是：一种变压器卷铁芯展开带裁剪节材设计方法，其具体设计步骤如下：

(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；