专利名称：一种立体三角形开口卷铁芯的制作方法
技术领域：
本发明型涉及一种立体三角形开口巻铁芯，它的三个芯柱的截面全为 圆形或多边形(外接圆形)，外观形状是横截面为等边三角形的柱体，它可 以装配油浸式变压器和干式变压器。
背景技术：
国内电力变压器的铁芯大致分为叠片式铁芯和巻绕式铁芯两大类叠 片式铁芯，它是由各种规格的单片硅钢带叠装而成；巻绕式铁芯又称巻铁 芯，它是由一条宽度不等的硅钢带条料巻绕而成。叠片式铁芯由于在铁芯 叠装时每层的交界处会有多处斜接缝，从而交界处的磁通密度变化过大， 会导致产生了一系列技术难题，造成技术性能指标下降以及所用硅钢片较 多。巻铁芯有两种结构形式 一种是平面呈横'日，字形结构，这种结构 三个铁芯柱都在一个平面上，三相磁路相互闭合，但三相磁路空载电流的 不平衡，导致空载损耗大；另一种是立体三角形结构，铁芯结构由三个结 构和大小相同且柱截面和轭截面均为半圆形的单相铁芯按照等边三角形结 构拼装而成，拼装完的铁芯芯柱截面近似为圆形。这种铁芯结构下的三相 磁回路完全相等，三相磁路空载电流平衡。但该技术本身存在轭的磁通密 度与柱磁通密度不一致的问题。立体三角形铁芯的理想结构是每只单相铁
芯铁轭的截面积应大于每只单相铁芯的芯柱截面积的(；l一l)倍(约
16%)，目前难以实现这一工艺安装的要求。此外，无接缝巻铁芯也在诸多 问题，如专用制造设备、生产能力受限、工序复杂繁琐、维修不便、不能 生产大容量电力变压器等。
发明内容
本发明型提供了一种立体三角形开口巻铁芯。'开口巻铁芯就是在巻铁 芯制造过程中，曲线硅钢片条料在剪切断开后进行连续逐层绕制而成，从 而每层都有一个断口，每层断口位置按有规律的线性排列，断口位置设在 上轭或下轭。本发明型叙述的铁芯的三个芯柱的截面形状可以为圆形或多 边形(外接圆形)。由于该铁芯具有开口特性，使得铁芯的制造与维修都极 其方便。
本发明型解决其技术问题所采用的技术方案是该铁芯用三个独立且 形状相同的单相开口巻铁芯以中心角1 20°的角度拼装组合成立体三角形 开口巻铁芯，本发明型的铁芯截面为圆形或多边形(外接圆形)。巻绕每只
单相铁芯均采用厚度在0.18mm到0.35mm之间的冷轧硅钢带条料，这 三只单相开口巻铁芯的芯柱截面为半圆形或多边形(外接半圆形)，每只单
相铁芯轭的截面积为大于其芯柱截面积(*一1)倍。巻绕整个铁芯所
采用的三只单相铁芯全部是硅钢带在剪切断开后连续绕制而成，而不是将 绕制好的铁芯逐层割断，连续绕制的优点便是使铁芯更为紧密及铁芯断口
整齐无毛刺。实现单相开口巻铁芯轭截面积大于柱截面积(*一1)倍
的方案在铁芯进行巻绕时，当巻绕到事先设定好的一定厚度内对上、下 轭段进行有规律的双层巻绕动作。双层巻绕动作就是在巻绕这段厚度内时， 每巻绕一圈只巻绕上、下轭和一个柱面，从而漏掉一个柱面，实际上是巻 绕了3/4圈，所以上、下轭各增加一层(总计两层)时边柱只增加一层， 在完成这段厚度的双层巻绕动作后便恢复正常的巻绕，这样便可以实现单相铁芯轭截面积大于柱截面积的(^一1)倍。芯柱与芯柱之间的连接
部分便是铁轭，在对铁芯的设计和生产过程中，在每层铁芯都剪断出一个 断口位置，每层断口位置呈有规律的折线性排列，断口位置可在下轭，也 可在上轭。
本发明型的有益效果是，铁芯磁路各相自成回路，具有磁路短、三相 磁路完全对称，抗突发短路的能力强、节省材料、体积小、工艺性能好等 特点，由它所装配的变压器完全符合中国电网的要求。在铁芯的生产制造 过程中不需要专用的绕线设备，线圈可单独绕制，在安装或更换线圈时可 将开口处层层打开直接更换，提高了生产效率。而且线圈一旦出现故障， 可将铁芯开口处打开进行维修，使得维修极其方便。立体三角形开口巻铁 芯的三相磁路各相自成回路平衡，三次谐波分量在单独框内形成闭合回路， 较大程度地减少了空载电流的谐波分量，三相磁路完全对称相等。由于满 足了理想状态下立体三角形铁芯铁轭的截面积大于其柱截面积
(^一1)倍的条件，使得铁轭的磁通密度与其柱的磁通密度一致。
下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。 图1本发明型的平面视图。
图2本发明型的立体视图。 图3断口位置在上轭的单相铁芯的视图。 图4断口位置在下轭的单相铁芯的视图。 图5本发明型的芯柱截面为圆形的视图。图6本发明型的芯柱截面为多边形(外接圆形)的视图。 图7单相铁芯每层硅钢片的视图。
图1中对应不同容量铁芯的尺寸范围H的范围是500腿到2000mm; HI的范围是400醒到1800腿；Hw的范围是300mm到1500mm; Ll的范围是 175mm到800匪；L的范围是400mm到1000mm; Mo的范围是300腿到800mm; 圆的截面直径范围是60腿到450mm;轭宽范围是100mm到400mm。
图3中的(7)为断口位置，(10)为轭；图4中的(9)为断口位置， (10)为轭。
图6中芯柱截面外接圆的直径范围是60mm到450mm。
图7中(11)、 (12)为进行双层叠绕动作的硅钢片形状；(14)为断口
位置在上轭时每片的形状；(16)为断口位置在下轭时每片的形状。
具体实施方案
参见图2，该铁芯采用了三只同形状的单相开口巻铁芯(4) (6) 按中心角120。的角度拼装组合成立体三角形铁芯，线圈可套在三个柱 (1) (3)中，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为圆形或多边形(外 接圆形)。巻绕整个铁芯所采用的三只单相铁芯全部是硅钢带在切断后连续 绕制而成，而不是将绕制好的铁芯逐层割断。参见图3、图7，每只单相开 口巻铁芯是由曲线硅钢片条料绕制而成，铁芯开口缝隙是有规律的均匀分 布，断口位置在上轭(7)时，每层的形状为(14)，断口位置(13);参见 图4、图8,断口位置在下轭(9)时，每层的形状为(16)，断口位置(15)。 参见图5，若每只单相开口巻铁芯的截面形状为半圆形，组装完毕的铁芯 三个芯柱的截面均为圆形。参见图6，若每只单相开口巻铁芯的截面形状为多边形(外接半圆形)，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为多边形(外 接圆形)。每只单相开口巻铁芯的开口缝隙是有规律的折线性均匀分布，在 绕制每个单相铁芯时，当巻绕到一定厚度时上、下轭交替进行双层叠绕动
作，使每只单相铁芯轭的截面积大于其柱截面积的1)倍，参见
图7，双层叠绕的叠片形状为(11)、 (12)，它们交替巻绕且上、下轭位置 始终重叠。将拼装完毕的立体三角形开口巻铁芯在开口缝隙处打开成一 U 型，可将绕制好的线圈套装入三个铁芯柱中，再将铁芯层层闭合复原绑扎 即可装配电力变压器。
权利要求
1.一种立体三角形开口卷铁芯，其特征是整个铁芯是由三只形状相同的单相开口卷铁芯(4)、(5)、(6)按中心角120°的角度拼装组合而成。
2. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是每只单相开口巻铁芯的断口位置在两个位置，断口位置在上轭(7)，每层硅钢 片的状为(14);断口位置在下轭(9)，每层硅钢片的形状为(16)。
3. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是每只单相铁芯的芯柱截面为半圆形，组装完毕的铁芯三个芯柱的截面均为圆形，截面圆的直径范围是60mm到450mm。
4. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是每只单 相铁芯的芯柱截面为多边形(外接半圆形)，组装完毕的铁芯三个芯柱的 截面均为多边形(外接圆形)，截面外接圆的直径范围是60mm到450mm。
5. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是每只单相开口巻铁芯轭的截面积大于每只单相铁芯芯柱截面积(* 一 1〉 倍。
6. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是巻绕每 只单相铁芯均采用厚度在0. 18mm到0. 35mm之间的硅钢片条料。
7. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是对应不 同容量的铁芯的尺寸范围，H的范围是500mm到2000mm; Hl的范围是 400mm到1800mm; Hw的范围是300mm到1500mm; Ll的范围是175mm到 800mm; L的范围是400mm到1000mm; Mo的范围是300mm到800mm;轭宽 范围是100mm到400mm。
8. 根据权利要求1所述的一种立体三角形开口巻铁芯，其特征是在进行双层叠绕动作的厚度内，硅钢片(11)、 (12)为交替巻绕，上、下轭位 置始终重叠。
全文摘要
一种立体三角形开口卷铁芯。该铁芯用三只同形状的单相开口卷铁芯(4)、(5)、(6)按中心角120°的角度拼装组合成截面为圆形或多边形(外接圆形)的立体三角形铁芯。每只单相铁芯的芯柱截面为半圆形或多边形(外接半圆形)，每只单相铁芯轭的截面为大于每只单相铁芯的芯柱截面(2/ 3-1)倍的半椭圆形。由于铁芯的开口性，使得线圈可单独绕制，在生产及维修时可在开口缝隙处将铁芯打开进行安装或更换线圈，线圈套装在三个芯柱(1)、(2)、(3)中。
文档编号H01F27/26GK101295577SQ20071001116
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者齐会南 申请人:齐会南