專利名稱：一種d型卷繞式三維立體變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器，特別是一種D型卷繞式三維立體變壓器。屬于三相電力變壓器技術(shù)領(lǐng)域。
目前，三相對稱式變壓器應(yīng)用較廣，但現(xiàn)有技術(shù)中的三相對稱式變壓器還存在如下缺點(diǎn)(1)存在三相諧波、波形不好、三相磁路不平衡；(2)耗能、耗材、噪音高；(3)體積大、重量重、成本高。
為了克服三相對稱式變壓器存在的缺點(diǎn)，本人曾于1999年申請了名稱為“一種卷繞式三維立體變壓器”的實(shí)用新型專利，并已獲得中國專利局授予實(shí)用新型專利權(quán)(專利號為ZL 99236753.0)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由三個(gè)互成60°夾角、芯柱由不同寬度的導(dǎo)磁材料卷繞而成的單相框式鐵芯構(gòu)成，每個(gè)框式鐵芯的半圓芯柱與另一框式鐵芯的半圓芯柱組合成一個(gè)圓形柱；每個(gè)框式鐵芯的上、下鐵軛與另一框式鐵芯的上、下鐵軛互成60°夾角，三個(gè)芯柱、上下各三條共六條鐵軛組成變壓器的三維立體結(jié)構(gòu)；芯柱為卷繞多層式、由導(dǎo)磁材料經(jīng)專用卷繞設(shè)備卷繞而成，每卷一層均向外傾斜移動(dòng)一定的距離、傾斜的角度為30°，形成每級鐵芯為一平行斜邊形截面。
由于構(gòu)成所述芯柱的導(dǎo)磁材料層與層之間存在比較大的間隙，因此還存在磁隙大、鐵芯截面積填充系數(shù)小、耗材多等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的，是為了提供一種D型卷繞式三維立體變壓器。
本實(shí)用新型的目的可以通過采取如下措施達(dá)到一種D型卷繞式三維立體變壓器，包括高、低壓線圈和三維立體鐵芯1，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是所述三維立體鐵芯，由三個(gè)相同尺寸的、具有斜D形截面的框式鐵芯組合而成，所述框式鐵芯由具有寬度及斜率變化的曲線導(dǎo)磁條料卷繞而成，并且每卷繞一層所述條料均移動(dòng)一定距離，形成一定角度的傾斜角，從而形成一面是斜邊、另一面圓弧形的斜D形截面，該斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為20°～45°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角，所述三個(gè)框式鐵芯互成60°夾角構(gòu)成三維立體變壓器鐵芯。
本實(shí)用新型的目的還可通過采取如下措施達(dá)到
構(gòu)成三維立體鐵芯的每個(gè)框式鐵芯的斜D形芯柱與另一個(gè)框式鐵芯的斜D形芯柱拼合成一個(gè)圓形柱，三個(gè)框式鐵芯的六條斜D形芯柱首尾拼接，互成60°夾角，形成一個(gè)由三相圓形芯柱、上下各三條斜D形鐵軛組成的三維立體變壓器鐵芯；所述高、低壓線圈由專用繞線機(jī)卷繞在三相芯柱上。
所述斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為30°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
所述斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為20°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
所述斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為45°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下突出優(yōu)點(diǎn)1．提高了鐵芯截面積的填充系數(shù)，降低了空載損耗，節(jié)省銅材，減少鐵芯夕鋼片下料規(guī)格的品種數(shù)量。
2．三相磁路平衡、波形好、節(jié)能、省材、易維護(hù)、低噪音、體積小、重量輕、成本低廉。
3．具有良好電氣及機(jī)械性能，較高的耐熱等級、能適于高原及濕熱地區(qū)等各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境；適用于全密封油浸變壓器、緊湊型箱式組合變電站、敞開式干式變壓器、玻璃纖維樹脂纏繞干式變壓器等。
4．改變導(dǎo)磁材料的斜率及寬度曲線，可以卷制出矩形、菱形、方形等不同截面的三維立體變壓器鐵芯。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖2是本實(shí)用新型的單個(gè)框式鐵芯的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型的二分之一個(gè)芯柱的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是本實(shí)用新型的芯柱的D形截面圖。
圖5是本實(shí)用新型的用于卷卷框式鐵芯的導(dǎo)磁材料外形圖。
圖1至圖5構(gòu)成本實(shí)用新型的實(shí)施例1。從圖1可知，本實(shí)施例三維立體鐵芯1、鋼制夾件2、木制壓塊3和卷繞于三維立體鐵芯1上的高、低壓線圈4構(gòu)成，三維立體鐵芯1為三相卷繞式鐵芯，由三個(gè)相同尺寸的、具有斜D形截面6的框式鐵芯5組合而成。從圖2、圖3、圖4、圖5可知，所述框式鐵芯5由具有寬度及斜率變化的曲線導(dǎo)磁條料卷繞而成，并且每卷繞一層所述條料均自動(dòng)移動(dòng)一定距離，形成30°的傾斜角，從而形成一面是斜邊、另一面圓弧形的斜D形截面6，該斜D形截面6的斜邊與中心垂直線傾斜角為30°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角，所述三個(gè)具有相同尺寸的框式鐵芯5互成60°夾角構(gòu)成三維立體變壓器鐵芯1。
本實(shí)施例1的制作過程如下第一步，首先用一臺(tái)專用的滾剪設(shè)備將導(dǎo)磁材料滾剪成具有寬度及斜率變化的如附圖5所示曲線條料，斜D形截面中每一層導(dǎo)磁材料的寬度都不相同，其寬度可以通過如下公式求得上半部分寬度L1=H(D-H)+(R-H)*tg30]]>下半部分寬度L2=H(D-H)-(R-H)*tg30]]>式中L1…任意一層上半部分的寬度L2…任意一層下半部分的寬度H…任意層至圓弧中心底部的弦高D…鐵芯截面直徑R…鐵芯截面半徑求出不同層次導(dǎo)磁材料的寬度后，再根據(jù)模具尺寸計(jì)算每一層的導(dǎo)磁材料的周長，再除以與上一層的寬度差，得出每一層的不同斜率，將這些數(shù)據(jù)輸入帶數(shù)學(xué)模式程序控制的專用滾剪機(jī)，從而滾剪出的需要的曲線導(dǎo)磁條料。
第二步，將該曲線條料在一臺(tái)專用的卷制機(jī)上卷繞，在卷制過程中，每卷一層條料就軸向傾斜移動(dòng)一定的距離，并且傾斜的角度為30°，隨著卷繞層數(shù)的增多，具有不同斜率、不同寬度的曲線條料就可以卷制成一個(gè)一面是斜邊、另一面是圓弧形的斜D形截面(如附圖3所示)狀的單相框式鐵芯(如附圖2所示)，其中斜D形截面的斜邊與中心垂直線的傾斜角度為30°、與每層卷繞的導(dǎo)磁材料寬度方向平行線形成60°的夾角(如附圖4所示)；由一種專用剪切設(shè)備將導(dǎo)磁材料剪切成具有寬度及斜率變化的曲線條料，用此條料在專用的卷卷機(jī)和模具上卷繞成截面為斜D形的框式鐵芯，所述D形截面的斜邊與中心垂直傾斜30°，與每層卷繞的導(dǎo)磁材料寬度方向平行線成60°夾角。
第三步，將三個(gè)相同尺寸的斜D形截面框式鐵芯組合在一起，由每一個(gè)框式鐵芯的斜D形芯柱與另一框式鐵芯的斜D形芯柱拼合成一個(gè)圓形柱，三個(gè)框式鐵芯的六條鐵芯的斜D形芯柱首尾拼接，互成60°夾角，形成一個(gè)由三相圓形芯柱、上下各三條斜D形鐵軛組成的三維立體變壓器鐵芯；所述三個(gè)芯柱由綁帶扎緊，上下鐵軛則由專門設(shè)計(jì)的上下夾件通過穿心螺桿緊固；所述高、低壓線圈由專用繞線機(jī)卷繞在三相芯柱上，并通過絕緣件與上下夾件上的緊固螺栓牢牢地將線圈定位并緊固，互為支撐，渾然一體。
本實(shí)施例中，改變導(dǎo)磁材料的斜率及寬度曲線，可以卷制出矩形、菱形、方形等不同截面的三維立體變壓器鐵芯。
利用本三維立體鐵心結(jié)構(gòu)，可制成全密封油浸變壓器、緊湊型箱式組合變電站、敞開式干式變壓器、玻璃纖維樹脂纏繞干式變壓器等。
本實(shí)用新型的實(shí)施例2是所述斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為20°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。其余同實(shí)施例1。
本實(shí)用新型的實(shí)施例3是所述該斜D形截面的斜邊與中心垂直線傾斜角為45°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。其余同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1．一種D型卷繞式三維立體變壓器，包括高、低壓線圈(4)和三維立體鐵芯(1)，其特征是所述三維立體鐵芯(1)由三個(gè)相同尺寸的、具有斜D形截面(6)的框式鐵芯(5)組合而成，所述框式鐵芯(5)由具有寬度及斜率變化的曲線導(dǎo)磁條料卷繞而成，并且每卷繞一層所述條料均移動(dòng)一定距離，形成一定角度的傾斜角，從而形成一面是斜邊、另一面圓弧形的斜D形截面(6)，該斜D形截面(6)的斜邊與中心垂直線傾斜角為20°～45°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角，所述三個(gè)框式鐵芯(5)互成60°夾角構(gòu)成三維立體變壓器鐵芯(1)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種D型卷繞式三維立體變壓器，其特征是構(gòu)成三維立體鐵芯(1)的每個(gè)框式鐵芯(5)的斜D形芯柱(7)與另一個(gè)框式鐵芯的斜D形芯柱(7)拼合成一個(gè)圓形柱(8)，三個(gè)框式鐵芯(5)的六條斜D形芯柱(7)首尾拼接，互成60°夾角，形成一個(gè)由三相圓形芯柱(8)、上下各三條斜D形鐵軛組成的三維立體變壓器鐵芯(1)所述高、低壓線圈(4)由專用繞線機(jī)卷繞在三相芯柱(8)上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種D型卷繞式三維立體變壓器，其特征是所述斜D形截面(6)的斜邊與中心垂直線傾斜角為30°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種D型卷繞式三維立體變壓器，其特征是所述斜D形截面(6)的斜邊與中心垂直線傾斜角為20°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種D型卷繞式三維立體變壓器，其特征是所述斜D形截面(6)的斜邊與中心垂直線傾斜角為45°、與每層卷繞的導(dǎo)磁條料的寬度方向平行線成60°夾角。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種D型卷繞式三維立體變壓器。包括高、低壓線圈4和三維立體鐵芯1,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:所述三維立體鐵芯1,由三個(gè)相同尺寸的、具有斜D形截面6的框式鐵芯5組合而成,所述框式鐵芯5由具有寬度及斜率變化的曲線導(dǎo)磁條料卷繞而成,所述三個(gè)框式鐵芯互成60°夾角構(gòu)成三維立體變壓器鐵芯1;高、低壓線圈4卷繞在三個(gè)芯柱上。本實(shí)用新型提高了鐵芯截面積的填充系數(shù),降低了空載損耗及成本,適用于全密封油浸變壓器、緊湊型箱式組合變電站、敞開式干式變壓器、玻璃纖維樹脂纏繞干式變壓器等。
文檔編號H01F30/06GK2462523SQ01215038
公開日2001年11月28日 申請日期2001年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月21日
發(fā)明者謝偉民 申請人:謝偉民