[发明专利]立体三角形卷铁心及其制备方法、立体卷铁心变压器

说明书

本发明提供一种立体三角形卷铁心及其制备方法、立体卷铁心变压器，立体三角形卷铁心由三个矩形框架铁心竖向布置且两两拼合形成，矩形框架铁心包括多个沿其厚度方向依次堆叠的矩形单框，多个矩形单框的内框长度均相等，且沿堆叠方向多个矩形单框沿矩形单框长度方向的两个内表面分别平齐，多个矩形单框的内框宽度沿堆叠方向先递减后递增，多个矩形单框的外框宽度和外框长度均沿堆叠方向分别递增后递减，以使矩形框架铁心的心柱横截面近似半圆形、矩形框架铁心的铁轭横截面近似三角形，且心柱横截面和铁轭横截面的面积相等，相邻两个矩形框架铁心拼合后的心柱横截面近似圆形。满足磁通密度的计算要求，从而能够实现立体三角形卷铁心的高效制备。

技术领域

本发明具体涉及一种立体三角形卷铁心及其制备方法、立体卷铁心变压器。

背景技术

近年来，城市轨道交通以其快捷安全的优势，在我国大中城市得到快速发展。作为提供轨道交通车辆举引直流电源的关键设备-牵引整流变压器的用量急剧增加，这也为广大变压器生产厂家提供了大量的市场机会。牵引变压器的特性是负载波动较大，机车大部分时间都是轻载或空载运行，空载损耗的消耗占整个牵引变压器的能耗占比较大。因此降低空载损耗对整个牵引变压器能耗降低的意义就更大。而采用传统叠片式铁芯工艺及结构生产变压器类产品，若要降低空载损耗、提高能效等级只有靠多消耗材料或提高材料本身性能才能实现，随着能效等级的提升，传统叠片式变压器即使增加材料用量，也是很难达到更高的能效等级。必须在铁芯结构上进行变革才能实现这个目标。

传统干式整流变压器存在以下不足：

1.传统干式整流变压器由于铁心为平面排列叠片式结构，如图1所示，其三相磁路不一致，中间B相磁路最短，而两侧A相、C相磁路较长，由于磁阻大小和磁路长短成正比，因此导致三相空载电流不平衡，从而对电网有所污染，不属于节能范畴的产品。并且，上述结构一般采用宽度大的非晶合金带材制备，在合上铁轭时容易产生非晶碎片，存在质量隐患。

2.受闭口卷铁心结构限制，传统卷铁心变压器线圈绕制时需要专用的绕线设备，并且要带着铁心进行绕线，绕线工序困难、复杂、生产效率低。线圈维护方面更是非常困难，变压器一旦线圈出现故障，就无法从铁芯上取下来进行更换，必然造成整个变压器的报废。特别是对于35KV以上电压等级、大容量或特种变压器在使用卷铁心结构时更加困难。

现有技术开发了立体三角形卷铁心变压器，这种结构可使三相磁路完全对称，节电效果显著，有利于增强产品的竞争力。但现有的立体三角形卷铁心采用渐开线嵌套方式制备，每种容量产品至少需要纵剪成7种宽度的带材，因而标准化程度和生产效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种提高生产效率的立体三角形卷铁心，还相应提供该立体三角形卷铁心的制备方法，以及具有该立体三角形卷铁心的立体卷铁心变压器。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种立体三角形卷铁心，包括：三个矩形框架铁心，三个矩形框架铁心竖向布置且两两拼合形成所述立体三角形卷铁心，

所述矩形框架铁心包括多个矩形单框，且多个矩形单框沿矩形单框的厚度方向依次相连，所述矩形框架铁心为关于矩形单框长度方向和宽度方向中心面均对称的面对称空间结构，

多个矩形单框的内框长度均相等，且沿堆叠方向多个矩形单框沿矩形单框长度方向的两个内表面分别平齐，

多个矩形单框的内框宽度沿堆叠方向先递减后递增，

多个矩形单框的外框宽度和外框长度均沿堆叠方向分别递增后递减，

以使矩形框架铁心的心柱横截面近似半圆形、矩形框架铁心的铁轭横截面近似三角形，且心柱横截面和铁轭横截面的面积相等，

相邻两个矩形框架铁心拼合后的心柱横截面近似圆形。