[发明专利]零间隙和少间隙磁路变压器

说明书

发明领域

本发明属于电技术领域中的变压器，涉及变压器磁路结构的改进，具体地说是一种能减少磁路接缝磁阻磁损的新结构变压器。

背景技术

变压器的基本原理是绕组(电路)和磁路的交链，要将绕组放进磁路，磁路就必须分段制作后允许绕组嵌入，磁路上必然留下接缝间隙。在变压器制造领域，磁体材料的剪裁、堆叠，绕组装入铁心直至磁路的封闭，操作工艺复杂，而磁路的间隙很难完全消除，接缝间隙处产生的磁阻比磁路其他部分大得多，大的间隙既会增加励磁电流，降低变压器效率，同时，由于磁路接缝间隙存在的变压器噪声，会扰人和影响环境，所以变压器在施工中，如何减少接缝和缩短接缝间隙，是变压器质量控制的重要内容之一，也是工艺规范特别强调之处。针对传统变压器的磁路间隙，专利申请201310160702.1《零间隙磁路自封闭型变压器》提出的零间隙磁路概念的结构，对于降低磁路间隙的效果明显，但对于具体产品的制作，如何与现有产品工艺接轨，采用全零间隙磁路还存在无法采用晶粒取向电工硅钢片的缺点，和材料利用率低等实际问题，有待一个兼顾零间隙磁路工艺和传统变压器整体材料工艺相结合的中间结构解决方案的实施。

发明内容

全零间隙磁路需要一个完全封闭的外框，外框中不允许接缝存在，本发明采用了与零间隙磁路自封闭型变压器不完全相同的结构，那就是采用零间隙磁路和少间隙磁路相结合的新结构，允许外框存在接缝，但接缝必须比传统结构变压器少。使新结构既能与现有传统变压器工艺相结合，能逐步将现有工艺结构过渡到零间隙磁路的先进结构概念，使之符合现有传统工艺的经济性和实用性要求。

本发明是一种主要由绕组和磁路结构组成的变压器，磁路包含铁心和铁轭两大部分，其特征为，变压器中至少有一个铁心(1)为零间隙磁路；磁路中的接缝间隙比传统变压器少或者磁力线在接缝间隙处的总磁阻比传统变压器小；铁心裁片、堆垛叠片型式有所简化。

本发明的技术效果是明显的，首先，零间隙磁路和少间隙磁路的新结构变压器可以有效减小变压器磁路接缝间隙，减少磁阻，意味着变压器有较小的空载励磁电流，从而提高了变压器的效率，接缝间隙处产生的磁致伸缩和磁场扰动会产生噪声，零间隙磁路就可以有效降低变压器接缝处的噪声，变压器工作安静，不会扰人；其次，可采用简单的条形铁心裁片，不需要整体外框，有效降低变压器的材料成本；此外，新结构铁心堆垛叠片比传统工艺简单、成本低，可降低变压器的制造成本。

附图说明

图1、原发明的零间隙磁路单相变压器的分解结构示意图。

图2、本发明的零间隙/少间隙磁路单相变压器与普通变压器的叠片和间隙结构比较图。

图3、本发明的一相零间隙的三柱三相变压器与普通变压器的叠片和间隙结构比较图。

图4、二相零间隙三柱三铁心三相变压器分体结构示意图。

图5、三相零间隙三柱三铁心三相变压器分体结构示意图。

图6、由单相零间隙/少间隙磁路变压器构成的三相壳式变压器基本结构图。

图7、采用公共磁路的三相壳式零间隙/少间隙磁路变压器磁路的铁轭叠片图。

具体实施方式

本发明的变压器结构主要结构包含两大部分——绕组和磁路，而磁路又可分解为铁心和铁轭。铁心(1)为安装绕组的部件，也是绕组中电流产生磁力线流的源头。绕组(2)为电磁耦合的重要环节——电链，绕组输入电流能够在铁心中产生磁力线，也能通过磁力线的变化产生感应电压而输出功率，从而向外输出交流电流。铁轭(3)是连接铁心中的磁流(单相)或铁心间的磁流(三相)、供铁心中的磁力线流通的、完成磁链的通道，铁心和铁轭组成磁路，也就是说构成了电磁耦合的磁链。

图1为零间隙磁路单相变压器的分解结构示意图。图中所示为单相变压器，其中的铁心(1)可以为圆柱形，也可以是椭圆形、矩形、长方形或他们的复合形，在铁心上绕制绕组(2)，或者将绕组在线圈架上绕好后套入铁心。铁轭(3)为无间隙的整体长方形环，需要将铁心连同绕组一起装入铁轭，才能完成闭合磁路。