一种铁芯柱结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种铁芯柱结构，铁芯柱结构应用于变压器中，铁芯柱结构的横截面的外接形状由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧及第四圆弧构成。第一圆弧与第三圆弧的弧长及半径相等，第二圆弧与第四圆弧的弧长及半径相等。第一圆弧、第二圆弧相、第三圆弧及第四圆弧依次首尾相接为封闭形状。第一圆弧的开口与第三圆弧的开口相对设置；第二圆弧的开口与第四圆弧的开口相对设置。第一圆弧及第三圆弧的半径大于封闭形状最短平分线的长度；第二圆弧及第四圆弧的半径小于封闭形状最短平分线长度的一半。本实用新型实施例提供的铁芯柱结构，铁芯柱的空间利用率较大，节材效果显著，承受径向短路力的能力强。
【专利说明】
一种铁芯柱结构
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种铁芯柱结构。
【背景技术】
[0002]目前，叠铁芯结构广泛应用于心式配电变压器中，根据截面形状的不同，铁芯柱结构主要分为圆型铁芯、长圆形铁芯及椭圆形铁芯三种规格。圆型铁芯与之相配的绕组容易绕紧，弯曲度最高，圆型铁芯变压器承受径向短路力的能力最强，但是圆型铁芯的空间利用率最差，生产成本最高，难以广泛应用。长圆形铁芯空间利用率最大，节材效果最显著，但是与之相配的线圈不易绕紧，尤其是直线部分明显松散，长圆铁芯变压器的承受径向短路力的能力很差。与椭圆铁芯相配的线圈具有足够的弯曲度，椭圆形铁芯变压器承受径向短路力的能力较强，尽管空间利用率及节材效果优于圆形铁芯变压器，但仍远不如长圆形铁芯变压器。目前，还未出现既能够保证变压器绕组具有足够承受径向短路力的能力，又能显著提高空间利用率的铁芯柱结构。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例通过提供一种铁芯柱结构，解决了现有技术中铁芯柱结构配电变压器承受径向短路力的能力差或生产成本高的技术问题，既保证了与该铁芯结构相配的线圈具有足够承受径向短路力的能力，又显著增加了铁芯柱的截面积，有效降低了铁芯柱的磁通密度，提高了空间利用率，从而降低了铁芯空载损耗，节约效果明显。
[0004]本实用新型实施例提供了一种铁芯柱结构，所述铁芯柱结构为芯柱式叠积结构，所述铁芯柱结构应用于变压器中，所述铁芯柱结构的横截面的外接形状由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧及第四圆弧构成;所述第一圆弧与所述第三圆弧的弧长及半径相等，所述第二圆弧与所述第四圆弧的弧长及半径相等;所述第一圆弧、第二圆弧相、第三圆弧及所述第四圆弧首尾相接连接为封闭形状。
[0005]所述第一圆弧的开口与所述第三圆弧的开口相对设置;所述第二圆弧的开口与所述第四圆弧的开口相对设置。
[0006]所述第一圆弧及所述第三圆弧的半径大于所述封闭形状最短平分线的长度;所述第二圆弧及所述第四圆弧的半径小于所述封闭形状最短平分线长度的一半。
[0007]所述芯柱式叠积结构外侧设置有绕组。
[0008]进一步地，所述第一圆弧与所述第二圆弧相接处相切。
[0009]进一步地，所述第二圆弧与所述第三圆弧相接处相切。
[0010]进一步地，所述第三圆弧与所述第四圆弧相接处相切。
[0011]进一步地，所述第四圆弧与所述第一圆弧相接处相切。
[0012]进一步地，所述芯柱式叠积结构由多个不同片宽的硅钢片叠积而成。
[0013]进一步地，所述硅钢片为方形形状，每级铁芯均由相同片宽的硅钢片叠积而成。
[0014]本实用新型实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点:
[0015]1、本实用新型实施例提供的铁芯柱结构，第一圆弧与第三圆弧的弧长及半径相等，第二圆弧与所述第四圆弧的弧长及半径相等;第一圆弧、第二圆弧相、第三圆弧及第四圆弧首尾相接连接为封闭形状;第一圆弧及第三圆弧的半径大于封闭形状最短平分线的长度;第二圆弧及第四圆弧的半径小于封闭形状最短平分线长度的一半；由上述描述可知，铁芯柱结构的横截面的外接形状为近似椭圆形形状，在长轴和短轴相同的前提下，该近似椭圆形状的面积大于椭圆的面积，有效减小了铁芯柱的磁通密度，从而降低了铁芯空载损耗，节材效果最显著。铁芯柱结构的横截面的外接形状由四段圆弧构成，具有足够的弯曲度，因此，采用铁芯结构的配电变压器具有足够承受径向短路力的能力。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例提供的铁芯柱结构横截面示意图；
[0017]图2为椭圆铁芯柱、长圆铁芯柱与本实用新型实施例提供的铁芯柱结构面积对比图。
【具体实施方式】
[0018]本实用新型实施例通过提供一种铁芯柱结构，解决了现有技术中铁芯柱结构配电变压器承受径向短路力的能力差或生产成本高的技术问题，既保证了与该铁芯结构相配的线圈具有足够承受径向短路力的能力，又显著增加了铁芯柱的截面积，有效降低了铁芯柱的磁通密度，提高了空间利用率，从而降低了铁芯空载损耗，节约效果明显。
[0019]参见图1，本实用新型实施例提供了一种铁芯柱结构，铁芯柱结构为芯柱式叠积结构，铁芯柱结构应用于变压器中。铁芯柱结构的横截面5的外接形状由第一圆弧1、第二圆弧
2、第三圆弧3及第四圆弧4构成;第一圆弧I与第三圆弧3的弧长及半径相等，第二圆弧2与第四圆弧4的弧长及半径相等;第一圆弧1、第二圆弧2相、第三圆弧3及第四圆弧4首尾相接连接为封闭形状。
[0020]第一圆弧I的开口与第三圆弧3的开口相对设置，第二圆弧2的开口与第四圆弧4的开口相对设置。第一圆弧I及第三圆弧3的半径大于封闭形状最短平分线的长度;第二圆弧2及第四圆弧4的半径略小于封闭形状最短平分线长度的一半。芯柱式叠积结构外侧设置有绕组。芯柱式叠积结构由多个硅钢片叠积而成，硅钢片为方形形状。
[0021]本实用新型实施例中，第一圆弧I与第二圆弧2相接处相切，第二圆弧2与第三圆弧3相接处相切，第三圆弧3与第四圆弧4相接处相切，第四圆弧4与第一圆弧I相接处相切。第一圆弧1、第二圆弧2、第三圆弧3及第四圆弧4构成近似于椭圆形状。
[0022]参见图1及图2，本实用新型实施例提供的铁芯柱结构横截面5的外接图形为四段圆弧连接而成，具有较高的弯曲度，有利于施工时绕紧线圈，并且可保证与铁芯柱相配的变压器绕组有足够的弯曲度，抵抗径向短路力，与长圆形铁芯截面外接图形相比，显著地提高了配电变压器的运行可靠性。如图2所示，假设本实用新型实施例提供的铁芯柱结构横截面的外接图形的最短平分线为短轴、最长平分线分别为某一椭圆的长轴和短轴，在长轴和短轴长度相同的情况下，本实用新型实施例提供的近似椭圆铁芯截面外接图形的面积20明显大于椭圆形铁芯截面外接图形的面积30，略小于长圆形铁芯截面外接图形的面积10。在相同的单位空间内，铁芯柱截面积增大，可有效减小铁芯柱的磁通密度，从而降低铁芯空载损耗，节材效果最显著。在其它条件相同的情况下，采用本实用新型实施例提供的近似椭圆截面铁芯结构的配电变压器的生产成本明显低于采用椭圆形铁芯截面铁芯结构的配电变压器的生产成本，接近与长圆形截面铁芯结构的配电变压器生产成本。
[0023]本实用新型实施例提供的一种或多种技术方案，至少具备以下有益效果或优点:
[0024]本实用新型实施例提供的铁芯柱结构，第一圆弧与第三圆弧的弧长及半径相等，第二圆弧与所述第四圆弧的弧长及半径相等;第一圆弧、第二圆弧相、第三圆弧及第四圆弧首尾相接连接为封闭形状;第一圆弧及第三圆弧的半径大于封闭形状最短平分线的长度；第二圆弧及第四圆弧的半径小于封闭形状最短平分线长度的一半；由上述描述可知，铁芯柱结构的横截面的外接形状为近似椭圆形形状，在长轴和短轴相同的前提下，该近似椭圆形状的面积大于椭圆的面积，有效减小了铁芯柱的磁通密度，从而降低了铁芯空载损耗，节材效果最显著。铁芯柱结构的横截面的外接形状由四段圆弧构成，具有足够的弯曲度，因此，采用铁芯结构的配电变压器具有足够承受径向短路力的能力。
[0025]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种铁芯柱结构，所述铁芯柱结构为芯柱式叠积结构，所述铁芯柱结构应用于变压器中，其特征在于，所述铁芯柱结构的横截面的外接形状由第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧及第四圆弧构成;所述第一圆弧与所述第三圆弧的弧长及半径相等，所述第二圆弧与所述第四圆弧的弧长及半径相等;所述第一圆弧、第二圆弧相、第三圆弧及所述第四圆弧依次首尾相接为封闭形状;所述第一圆弧的开口与所述第三圆弧的开口相对设置;所述第二圆弧的开口与所述第四圆弧的开口相对设置； 所述第一圆弧及所述第三圆弧的半径大于所述封闭形状最短平分线的长度;所述第二圆弧及所述第四圆弧的半径小于所述封闭形状最短平分线长度的一半； 所述芯柱式叠积结构外侧设置有绕组。2.如权利要求1所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述第一圆弧与所述第二圆弧相接处相切。3.如权利要求2所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述第二圆弧与所述第三圆弧相接处相切。4.如权利要求3所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述第三圆弧与所述第四圆弧相接处相切。5.如权利要求4所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述第四圆弧与所述第一圆弧相接处相切。6.如权利要求1?5任一项所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述芯柱式叠积结构由多个不同片宽的硅钢片叠积而成。7.如权利要求6所述的铁芯柱结构，其特征在于，所述硅钢片为方形形状，每级铁芯均由相同片宽的硅钢片叠积而成。
【文档编号】H01F27/26GK205595186SQ201521115936
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】范俊锋, 项阳, 李智
【申请人】沈阳变压器研究院股份有限公司