[发明专利]一种纤维夹层变压器铁心及其叠积方法

说明书

技术领域

本发明属于电气设备领域，具体涉及一种纤维夹层铁心及其叠积方法。

背景技术

铁心是变压器中主要的磁路部分，为了减少变磁通在铁心中引起的涡流损耗，通常由含硅量较高，表面涂有绝缘漆、厚度为0.27～0.35mm的热轧或冷轧硅钢片叠装而成，是电力变压器的电磁部件。铁心和其上的线圈组成完整的电磁感应系统，可以深入负荷中心。

然而，工作磁化状态下硅钢片发生磁致伸缩(平行于磁化方向伸长，而垂直于磁化方向收缩)，从而引起叠装铁心的振动。硅钢片的磁致伸缩对所受机械应力很敏感，且不同方向的应力对硅钢片磁致伸缩特性的影响也不同，如拉应力对沿轧制方向磁化的取向硅钢片的磁致伸缩影响甚小，而压应力的影响很大。铁心磁致伸缩产生的形状变化是产生变压器噪声的根源，它属于变压器的本体噪声，与铁心质量、接缝形式、铁心尺寸、磁通密度以及夹紧约束条件等的选取有直接关系。

硅钢片叠层铁心必须通过一定的装配、约束和夹紧以给予一定的机械刚度，这些因素都将影响铁心电磁噪声的大小。另外，由于磁通密度在变压器叠片铁心中分布不均，局部磁通畸变和温度变化会导致叠片铁心受到一个随机非均匀的局部压力，这些都将对整体铁心电磁振动噪声产生影响。当铁心的夹紧力不够大时，硅钢片的平面度或自重因素都将使铁心产生弯曲变形，致使铁心的弯曲振动加剧而使得辐射噪声增加。

在硅钢片叠层接触点的材料处于塑性流动状态，在磁致伸缩与夹紧力影响下，在摩擦中接触点还可能产生瞬时高温，因而使得接触的两边产生黏着，黏着结点具有很强的黏着力。目前，传统结构的铁心所使用的硅钢片，其磁致伸缩率在10^-5到10^-4之间，在电磁激励下产生的振动位移较小，使得硅钢片叠层之间的接触点几乎完全处于黏着状态，整个叠层接触面之间的摩擦耗能几乎为零，铁心结构的阻尼主要来自于材料本身。

如何降低叠片铁心磁致伸缩所产生的振动噪声并设计低能耗的变压器铁心一直以来都是国内外变压器行业难以克服的难题，这种叠层结构的特殊性使得研发人员必须另辟蹊径，利用结构本身的特性来处理以上的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种低能耗、低噪声的纤维夹层变压器铁心及其叠积方法，符合国家节能减排的行业发展。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种纤维夹层变压器铁心，包括由硅钢片组成的若干级过渡叠层，在相邻过渡叠层之间设置有纤维夹层。

所述纤维夹层的厚度为硅钢片厚度的1～1.2倍。

所述纤维夹层的材质为尼龙、锦纶或玻璃纤维。

所述纤维夹层的筛孔尺寸为30至60目。

所述纤维夹层的纹理方向与硅钢片轧制方向呈45度。

一种如权利要求1所述的纤维夹层变压器铁心的叠积方法，包括以下步骤：

1)在主夹件及夹紧铁板上放绝缘件；

2)确定铁心叠层的心柱的安装位置；

3)在最小级的安装位置上叠积2-3cm后向穿心孔中插入定位销，自下而上完成各级的叠积，并在每级之间添加纤维夹层；

4)叠积完成后拆除定位销，放置绝缘件；

5)向穿心孔中插入紧固螺杆，然后使用穿轭螺杆、环氧树脂绑扎带装配主夹件，实现纤维夹层变压器铁心。

在使用穿轭螺杆和紧固螺杆时加入蝶型弹簧。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过在变压器铁心原有的硅钢片叠层之间，并在相邻过渡叠层之间设置有纤维夹层即在相互接触表面之间引入第三相来降低接触表面之间的粘着，减小层间摩擦力，从而降低硅钢片绝缘涂层的磨损；同时，也能够改善其铁心叠积所产生的压应力分布，提高铁心在微振动下的阻尼性能，并且能够有效地降低由于硅钢片磁致伸缩所产生的铁心弯曲振动与辐射噪声问题；同时，纤维夹层的合理分布可以提高层间的绝缘性能，使得铁心层级之间的损耗降低。

本发明基于摩擦阻尼减振理论，在相邻过渡叠层之间设置纤维夹层，在不降低或微量降低叠片系数的基础上，能够改善其铁心叠积所产生的压应力分布，提高铁心在微振动下的阻尼性能、装配质量以及使用寿命。

进一步的，本发明采用的纤维夹层的材料为玻璃纤维、尼龙或锦纶，它们的绝缘性好抗腐蚀性好，机械强度高、摩擦系数低，不易粘附任何物质，是无油自润滑的最佳选择。

进一步的，本发明中纤维夹层的厚度为硅钢片厚度的1～1.2倍时，且夹层纹理方向与硅钢片轧制方向成45度时，该变压器铁心的节能降噪效果最优。