[发明专利]一种叠装式三角铁心结构

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种叠装式三角铁心结构，属于电力输配电设备技术领域，适合于中小型变压器。它是由三个位置成立体三角叠装式的铁心柱，通过上下铁轭插片将三个心柱连接起来，形成闭合的立体三角形磁路。

背景技术

传统的三相变压器的铁心结构，多为平面排列硅钢片叠装或卷制而成，平面排列硅钢片叠装结构的铁心存在一些不足：硅钢片的利用率低、耗材多，体积大；近几年来流行的卷铁心，虽然具有空载损耗低和噪音小的优点，但仍存在对硅钢片质量要求严格、硅钢片材料利用率低、铁心卷制的效率低、而且需要投入专门的设备，线圈绕制不便等不足。

发明内容

本发明为了解决以上各种铁心结构的不足，提供一种叠装式三角铁心结构。

本发明所述的一种叠装式三角铁心结构，表现为由三个位置成立体三角叠装式的铁心柱，其截面积近似圆形，通过上下各三个截面积近似半圆形的铁轭插片将三个铁心柱连接起来，形成闭合的立体三角形磁路；该种结构的变压器铁心，三相磁路完全对称，磁路短体积小，耗材少，硅钢片材料利用率高达99％，空载电流和空载损耗大大下降，是一种高效节能环保的变压器铁心结构；而且不需增加新设备，利用常规平面排列叠装铁心的加工设备就可以实现，并解决了三角卷铁心的设备投资大、线圈绕制不方便等不足。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：三相铁心柱在位置上铁呈立体三角形，每个铁心柱由多级不同宽度的硅钢片切片叠码而成，其横截面近似圆形；上下铁轭由多级不同宽度的硅钢片切片叠码而成，铁轭的横截面近似半圆形，装配好的铁轭形状两端为直线中间呈圆弧形或全部为圆弧形，因此铁轭的切片长度由圆弧段周长和直线段组成，其圆弧半径由铁心的最大片宽、该级的叠厚和两心柱外接圆的中心距离计算确定的，直线段长度取决与级的叠厚。为了使铁轭的同一级整个片长误差最小，可以按一种尺寸加工，而且横截面最接近圆形，单级片厚不能设计的太大。铁心柱和铁轭的横截面中同一级叠片形成一个锐角为60°的平行四边形，切片时需要一个定位装置。

在装配铁轭时，通过专门的固定工装，使得插入到两个立柱间的轭铁部分的叠片自然弯曲成圆弧形；心柱和轭铁经过斜接封或直接缝叠装后，经扎带绑紧，表面用绝缘树脂漆涂覆，最后形成一个坚固的整体。这种铁心结构，使得高低压线圈的套装同平面铁心一样灵活方便。

本发明的有益效果

这种采用立体三角形排列叠装的结构的铁心，体积小，耗材少，硅钢片材料利用率高达99％，其成本比常规平面排列硅钢片叠装结构的铁心降低约10％；在性能上空载电流和空载损耗大大下降，制造时不需增加新设备，利用常规平面排列叠装铁心的加工设备就可以实现，是一种高效节能环保的变压器铁心结构。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明叠装式三角铁心结构的俯视图

图2是本发明叠装式三角铁心结构的外形图

图3和图4是本发明叠装式三角铁心结构的铁心柱和铁轭横截面视图

图5本发明叠装式三角变压器铁心结构装配后的铁轭俯视图

具体实施方式

首先按照平面三相变压器铁心的计算方法，计算出要制作叠装式三角铁心结构变压器的铁心柱所需截面积(D)，窗高和多级铁心片宽大小。该三相铁心由3个截面形状近似圆形的铁心立柱和6个截面形状近似半圆形的上下铁轭组成，每个铁轭的截面积大小为立柱截面积的一半。铁轭每一级切片的长度形状为中间圆弧段和两端直线段组成，在加工之前先计算其展开周长，每级的周长与片宽(B)、级厚(T)、中心距(A)、圆弧半径(R)有关，最好结合CAD图形和编制计算机程序来计算。其圆弧半径(R)由铁心的最大片宽(Bmax)、各级的叠厚(T)和两心柱外接圆的中心距离(A)计算确定，为了使铁轭的同一级整个片长误差最小，可以方便按一种尺寸加工，而且横截面最接近圆形，单级片设计厚度应该小于10mm为宜。铁心立柱每级切片长仅有直线部分，计算同常规平面铁心立柱。然后利用现有的平面排列硅钢片叠装结构铁心的切片设备，分别一次性切片成3个铁心柱和6个直铁轭，在切片过程中，需要安装专门的铁心定位装置，使得铁心柱和铁轭的横截面中同一级叠片形成一个锐角为60°的平行四边形。

在装配铁轭时，通过专门的定位夹紧工装，使得三相铁心柱呈立体三角形放置好，然后再将轭铁插入到两个相邻的立柱上，两个铁心柱间的轭铁部分的叠片自然弯曲成直线加圆弧形；所有的心柱和轭铁经过斜接封或直接缝叠装后，经扎带绑紧，表面用绝缘树脂漆涂覆，最后形成一个坚固的整体。