[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

摘要

本发明涉及一种对称三角形结构的卷铁芯展开带裁剪节材设计方法，其设计步骤是：(1)建立卷铁芯截面数学模型以及在建模过程中节材：(A)建立卷铁芯截面数学模型；(B)建模过程中节材：(2)裁剪时节材。本发明利用所建数学模型的算法可以用于任何的圆截面的卷铁芯例如单相型的，三相日字型，三相对称三角型等；如果叠片系数取0.97，材料厚度取0.3mm，修圆宽度为3mm，当变压器铁芯窗长为800mm，铁芯窗宽为600mm，铁芯料带的起始宽度为15mm，斜边宽度的取值为12mm，可得出材料的利用率达到98.6％以上，而卷铁芯的横截面积是相同直径圆面积的98.5％以上，并且铁芯也只被分成四段来裁剪，具有较好的综合效果。

主权项

1.一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，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展开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；把料带分段：在S→B这一段曲料中，随着x=oxwx]]>的逐渐减小，曲料的宽度逐渐平滑而缓慢地增加，把BS这一段划分为同一段料带，而在B→O的过程中，随着x=cxwx]]>的逐渐减小，曲料的宽度逐渐平滑而缓慢地减小，把这一段划分为同一段料带，而在O→D的这一段曲料，随着x=oxwx]]>的逐渐增加，曲料的宽度连续而快速地减小；(B)建模过程中节材：把铁芯截面中o₁d₁段中的圆弧改成直线，当用斜线替代圆弧后，在一块长方形原材料中裁剪得到同样的两块曲料，适当地选择原材料的长度和宽度，材料理想利用率就达到100％；具体方法是：在上取一点C把o₁c₁和c₁d₁的圆弧用直线来代替，其中C点的选取将根据E_m的不同而有所不同，根据实际的情况进行调整，以尽可能接近圆弧形为目标，以便能在相同的截面半径时达到尽可能大的截面面积；若要保持尽可能大的圆面积同时也要求终止宽度E_w尽可能小，以保证最大的圆面积，但也不能过小，否则裁剪时会造成料带的浪费，一般取值范围为(0.08r～0.1r)；设x=oxwx,]]>在O→C这段曲料中，曲料的宽度在0≤x≤|OC‾|]]>按一确定的斜率有规则地减小，在C→D这段曲料中，那么这一段曲料的宽度在|OC‾|≤x≤(4r2-EW2-3EW)/4]]>上按另一确定的斜率有规则地减小；设x为S→D上的一个点，而x=oxwx,]]>得出曲料的宽度hx在S→D上统一的算法：hx=2×r2-x2(r/2<x<r2-Sh2/4)3x+r2-x2(0≤x≤r/2)r-r-r2-x2+3x|OC‾|×x(0≤x≤|OC‾|)r-4(r-Ew)4r2-Ew2-3Ew×x(|OC‾|≤x≤4r2-Ew2-3Ew4)---(1)]]>(2)裁剪时节材根据式(1)，分及四部分，把曲料按中轴线叠加，使曲料的一边变成直边；在同一块原始料带上反对称式的裁剪同种曲料，其中任意一相铁芯的绕制分及四部分进行，相当于裁剪四类起始宽度、最宽宽度及长度均不相同的曲料；或在同一块原始料带上裁剪同种类型曲料，其中，原始料带的宽度等于两个同种料带类型成180°对称的两个宽度之和的最大值即{max(hki+hki‾),K=1,2,3,4},]]>K的取值表示及这四部分的序列号。