用于分裂鐵芯構(gòu)造的纏繞式鐵芯制造方法
【專利摘要】一種通過經(jīng)由提供變壓器鐵芯材料形成鐵芯來提供變壓器的一部分的方法：切割單個(gè)疊片并且將它們彎曲成大體上C形件；堆疊一些構(gòu)件以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第一鐵芯部分；堆疊其他構(gòu)件中以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第二鐵芯部分；以背對(duì)背的方式布置主要支腿以限定具有由所述兩個(gè)主要支腿限定的鐵芯支腿以及由所述端部支腿限定的相對(duì)的鐵芯軛的鐵芯。導(dǎo)電材料直接地纏繞在鐵芯支腿周圍以便以任何布置的順序形成初級(jí)繞組與次級(jí)繞組，由此提供第一變壓器部分。變壓器部分可以是單個(gè)變壓器的一部分，或者當(dāng)提供第二變壓器部分與第三變壓器部分時(shí)，作為三相變壓器的一部分。
【專利說明】用于分裂鐵芯構(gòu)造的纏繞式鐵芯制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率分配變壓器，并且更具體地說，涉及制造具有直接卷繞于其上的初級(jí)與次級(jí)繞組的分裂鐵芯構(gòu)造的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)地，鐵芯制造過程以及用于分配變壓器的繞組制造過程是分開的，鐵芯與繞組在后面階段裝配在一起。為方便此，鐵芯與繞組制造成一組標(biāo)準(zhǔn)尺寸以簡(jiǎn)化制造并且減少要求的鐵芯加工的量。由于此標(biāo)準(zhǔn)化，因此不能充分地優(yōu)化鐵芯與繞組構(gòu)造。這導(dǎo)致成本增加并且喪失競(jìng)爭(zhēng)力。
[0003]因此，需要以類似的輸出速度為現(xiàn)有的纏繞鐵芯技術(shù)提供完全靈活的鐵芯構(gòu)造。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目的是實(shí)現(xiàn)上述需要。根據(jù)實(shí)施方式的原理，通過提供變壓器的一部分的方法實(shí)現(xiàn)了此目的。此方法通過以下形成變壓器的鐵芯:提供變壓器鐵芯材料；切割單個(gè)疊片并且將它們彎曲成大體上C形件；堆疊所述構(gòu)件中的一部分以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第一鐵芯部分；堆疊所述構(gòu)件中的其它部分以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第二鐵芯部分；以背對(duì)背的方式布置主要支腿以限定具有通過兩個(gè)主要支腿限定的鐵芯支腿以及通過端部支腿限定的鐵芯軛的鐵芯。導(dǎo)電材料直接地纏繞在鐵芯支腿周圍以便以任何布置的順序形成初級(jí)繞組與次級(jí)繞組，由此提供第一變壓器部分。第一變壓器部分可以是單個(gè)變壓器的一部分，或者當(dāng)提供第二變壓器部分與第三變壓器部分時(shí)，作為三相變壓器的一部分。
[0005]當(dāng)參照其全部形成此說明書的一部分的附圖考慮下面的詳細(xì)描述與所附權(quán)利要求時(shí)，本發(fā)明的其它目的、特征與特點(diǎn)、以及操作的方法以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能、部件的組合和制造經(jīng)濟(jì)性將變得更加顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]通過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的下面的詳細(xì)描述，結(jié)合附圖將會(huì)更好地理解本發(fā)明，其中相同附圖標(biāo)記指示相同部件，其中:
[0007]圖1是根據(jù)實(shí)施方式的提供的變壓器的一部分的視圖。
[0008]圖2是圖1的變壓器部分的鐵芯部分的視圖。
[0009]圖3是圖1的變壓器部分的鐵芯的視圖。
[0010]圖4是根據(jù)實(shí)施方式的與絕緣層纏繞在一起的導(dǎo)電片的視圖。
[0011]圖5是實(shí)施方式的單相變壓器的視圖。
[0012]圖6是根據(jù)提供三相變壓器的實(shí)施方式的耦合到另一個(gè)變壓器部分的一個(gè)變壓器部分的視圖。
[0013]圖7是實(shí)施方式的三相變壓器的視圖。【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)施方式涉及用于單相與三相鐵芯與殼式分布變壓器的制造方法。因此，參照?qǐng)D1，示出了大體上以10指示的單相變壓器的一部分的立體圖，包括根據(jù)本發(fā)明體現(xiàn)的大體上以12指示的鐵芯構(gòu)造。如下面說明的，鐵芯12包括兩個(gè)鐵芯部分16和18。變壓器部分10包括安裝到鐵芯12的繞組組件14。
[0015]參照?qǐng)D2，為形成每個(gè)鐵芯部分16和18，首先提供諸如一片鐵磁金屬的變壓器鐵芯材料。從鐵芯材料切下單個(gè)疊片20。每個(gè)疊片20都彎曲成大體上C形并且這些疊片20中的一部分堆疊以限定具有主要支腿22與兩個(gè)相對(duì)端部支腿24、26的第一鐵芯部分16。主要支腿22具有后表面27。其它疊片20堆疊以限定具有主要支腿28與兩個(gè)相對(duì)端部支腿30、32的第二鐵芯部分18。主要支腿28具有后表面29。
[0016]參照?qǐng)D3，各個(gè)主要支腿22和28的后表面27和29布置為以背對(duì)背方式接觸以限定具有鐵芯支腿34和相對(duì)的鐵芯軛的鐵芯12，鐵芯支腿34通過兩個(gè)主要支腿22、28限定，相對(duì)的鐵芯軛大體上以36和38指示，軛26通過端部支腿24與30限定并且軛38通過端部支腿26和32限定。后表面27與29可以耦合或連接。鐵芯12優(yōu)選地形成在通過修改其編程由AEM統(tǒng)一接口項(xiàng)目(Unicore)制造的統(tǒng)一接口項(xiàng)目(Unicore)生產(chǎn)機(jī)器上，或者通過特別地構(gòu)造用于形成鐵芯12的機(jī)器形成。
[0017]在形成鐵芯12以后，鐵芯12移動(dòng)到繞線機(jī)并且諸如銅的導(dǎo)電材料直接地纏繞在鐵芯支腿34周圍以限定繞組組件14 (圖1)。特別地，繞組組件14包括低電壓繞組44與高電壓繞組46?？梢允褂脙蓚€(gè)單獨(dú)的機(jī)器來纏繞低電壓繞組44與高電壓繞組46。另選地，可以使用單個(gè)、組合機(jī)器來纏繞兩個(gè)繞組44、46。
[0018]如圖1和圖3中最佳示出的，在軛36和38的端部42中設(shè)有狹縫40以方便引導(dǎo)鐵芯12的繞組以便如將在下面描述的形成變壓器。狹縫40限定在相對(duì)于鐵芯支腿34的軸A的橫向方向延伸的交替的切口與突出部52 (圖3)。因此，將狹縫40移動(dòng)到軛允許直接地在鐵芯支腿34上纏繞。如果狹縫40位于常規(guī)位置中，此纏繞是不可能的。
[0019]將低壓繞組44纏繞在機(jī)器上的實(shí)例如下:
[0020]I)調(diào)節(jié)鐵芯夾緊工具以容納正確尺寸的鐵芯12使得以接觸背對(duì)背的方式夾緊所述主要支腿22和28 ；
[0021]2)將鐵芯12安裝到繞線機(jī)；
[0022]3)選擇與加載正確的導(dǎo)電材料與絕緣材料；
[0023]4)為特定的鐵芯低壓繞組構(gòu)造將該機(jī)器編程以多個(gè)轉(zhuǎn)/層；
[0024]5)通過附接第一匯流排開始處理；
[0025]6)通過同時(shí)地纏繞導(dǎo)電材料47與絕緣材料49(圖4)而開始繞線(如在美國專利N0.6，221，297中公開的，在此其內(nèi)容通過引用的方式包含在此說明書中)；
[0026]7)貫穿繞線過程如需要的話插入冷卻導(dǎo)管48(圖1)與絕緣屏障；
[0027]8)在適當(dāng)程序位置附接第二匯流排；
[0028]9)最終完成低壓繞組44并且用帶子將其固定；以及
[0029]10)將具有低壓繞組44的鐵芯12從機(jī)器移除(如果使用單獨(dú)的繞線機(jī))。
[0030]如果使用兩個(gè)繞線機(jī)，具有低壓繞組44的鐵芯12然后移動(dòng)到高壓繞線機(jī)并且高壓繞組46的纏繞如下:
[0031]I)調(diào)節(jié)鐵芯夾緊工具以容納正確尺寸的鐵芯12 ；
[0032]2)將鐵芯12 (現(xiàn)在具有低壓繞組44)安裝到機(jī)器；
[0033]3)選擇與加載正確的導(dǎo)體材料與絕緣體；
[0034]4)為特定設(shè)計(jì)編程該機(jī)器以多個(gè)轉(zhuǎn)/層；
[0035]5)開始在低壓繞組44上方繞線(如上所述導(dǎo)電材料與絕緣材料同時(shí)地)；
[0036]6)貫穿繞線過程如需要的話插入冷卻導(dǎo)管與絕緣屏障；
[0037]7)如要求的在適當(dāng)?shù)木幊涛恢媒㈦姺纸狱c(diǎn)；
[0038]8)最終完成低壓繞組46并且用帶子將其固定；
[0039]9)將具有繞組44、46的鐵芯12從機(jī)器移除。
[0040]在此實(shí)施方式中，應(yīng)該注意的是高壓繞組46纏繞在低壓繞組44上。然而，只要形成至少初級(jí)與次級(jí)繞組，那么繞線的順序與繞組的數(shù)量就是不重要的。如果變壓器是降壓變壓器，那么高壓繞組46就是初級(jí)繞組并且低壓繞組44是次級(jí)繞組。另選地，如果變壓器是升壓變壓器，那么高壓繞組46就是次級(jí)線圈并且低壓繞組44是初級(jí)繞組。
[0041]參照?qǐng)D5，為了完成大體上以45指示的單相變壓器，利用C形側(cè)支腿50的端部限定的、與軛36、38的端部支腿的狹縫40和突出部配合的狹縫40和突出部52將C形側(cè)支腿50 (參見圖6)耦合到軛36、38。參照?qǐng)D6和圖7最佳解釋側(cè)支腿50的裝配，其中形成大體上以51指示的三相變壓器。參照?qǐng)D6，通過上述方法形成了三個(gè)變壓器部分。圖6中示出的兩個(gè)變壓器部分10和10’，準(zhǔn)備耦合在一起。因此，變壓器部分10’被移動(dòng)從而鐵芯部分16’的端部支腿中的突出部52’與變壓器部分10的鐵芯部分18的端部支腿中的狹縫40接合，并且變壓器部分10的鐵芯部分18的端部支腿的突出部52與變壓器部分10’的鐵芯部分16’的端部支腿中的狹縫40’接合。如圖7中示出的，第三變壓器部分10”以相同的方式耦合到變壓器部分10的鐵芯部分16的端部支腿。最后，利用其狹縫以及相關(guān)的突出部將同樣具有狹縫40與突出部52的C形側(cè)支腿50，耦合到變壓器部分10’的鐵芯部分18’并且耦合到變壓器部分10”的鐵芯部分16”。
[0042]通過實(shí)施方式的方法，在制造鐵芯12以后繞組44和46直接地纏繞在鐵芯支腿34上以減少制造時(shí)間。此方法還允許完全地優(yōu)化鐵芯12與繞組構(gòu)造以降低材料成本。還能夠利用此鐵芯制造的方法消除鐵芯退火處理。此方法還顯著地提高了制造吞吐量、減少了勞動(dòng)力、提高了質(zhì)量、并且降低了 OHS風(fēng)險(xiǎn)。此方法允許用于利用纏繞鐵芯技術(shù)傳統(tǒng)地制造的變壓器的纏繞鐵芯(WOC)支腿。
[0043]為了描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與功能原理的目的已經(jīng)示出且描述了上述優(yōu)選實(shí)施方式，并且描述了利用優(yōu)選實(shí)施方式的方法并且在不偏離此原理的情況下可以進(jìn)行改變。因此，本發(fā)明包括包含在下面權(quán)利要求的精神內(nèi)的全部修改。
【權(quán)利要求】
1.一種提供變壓器的一部分的方法，包括: 通過以下形成所述變壓器的鐵芯: 提供變壓器鐵芯材料； 切割各個(gè)疊片并且將它們彎曲成大體上C形構(gòu)件； 堆疊所述構(gòu)件中的一部分以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第一鐵芯部分； 堆疊所述構(gòu)件中的其它部分以限定具有主要支腿與兩個(gè)相對(duì)端部支腿的第二鐵芯部分； 以背對(duì)背的方式布置所述主要支腿以限定具有由所述兩個(gè)主要支腿限定的鐵芯支腿以及由所述端部支腿限定的相對(duì)的鐵芯軛的鐵芯，以及 將導(dǎo)電材料直接地纏繞在所述鐵芯支腿周圍以便以任何布置的順序形成初級(jí)繞組與次級(jí)繞組，由此提供第一變壓器部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述提供變壓器鐵芯材料的步驟提供鐵磁金屬片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在纏繞所述低壓繞組的步驟以前，所述方法包括將所述主要支腿夾緊以便成接觸背對(duì)背關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在纏繞所述低壓繞組的步驟期間，在所述低壓繞組中設(shè)有冷卻導(dǎo)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在纏繞所述高壓繞組的步驟期間，在所述高壓繞組中設(shè)有冷卻導(dǎo)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中纏繞所述導(dǎo)電材料以限定所述初級(jí)繞組與所述次級(jí)繞組的步驟包括與絕緣材料同時(shí)地纏繞所述導(dǎo)電材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 提供一對(duì)大體上C形的側(cè)支腿， 將一個(gè)側(cè)支腿耦合到所述第一鐵芯部分的所述端部支腿，并且 將另一個(gè)側(cè)支腿耦合到所述第二鐵芯部分的所述端部支腿由此限定在單相變壓器中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述耦合步驟包括將所述側(cè)支腿中的突出部與所述端部支腿中的狹縫接合以及將所述端部支腿中的突出部與所述側(cè)支腿中的狹縫接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 以與所述第一鐵芯部分相同的方式提供第二變壓器部分與第三變壓器部分； 將所述第二變壓器部分的所述第一鐵芯部分的端部支腿耦合到所述第一變壓器部分的所述第二鐵芯部分的所述端部支腿， 將所述第三變壓器部分的所述第二鐵芯部分的端部支腿耦合到所述第一變壓器部分的所述第一鐵芯部分的所述端部支腿； 將第一 C形側(cè)支腿耦合到所述第二變壓器部分的所述第二鐵芯部分的所述端部支腿；以及 將第二 C形側(cè)支腿耦合到所述第三變壓器部分的所述第一鐵芯部分的所述端部支腿以限定三相變壓器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中耦合所述端部支腿的步驟包括將所述第一變壓器部分的所述端部支腿中的突出部與所述第二變壓器部分與第三變壓器部分中的每個(gè)的所相關(guān)端部支腿中的狹縫接合，以及將所述第二變壓器部分與第三變壓器部分中的每個(gè)的所述端部支腿中的突出部與所述第一變壓器部分的所述端部支腿中的相關(guān)狹縫接合，并且其中耦合所述C形側(cè)支腿的步驟包括將所述第一C形側(cè)支腿中的突出部與所述第二變壓器部分的所述端部支腿中狹縫接合，以及將所述第二變壓器部分的所述端部支腿中的突出部與所述第一 C形側(cè)支腿中的狹縫接合，以及 將所述第二C形側(cè)支腿中的 突出部與所述第三變壓器部分的所述端部支腿中的狹縫接合，并且將所述第三變壓器部分的所述端部支腿中的突出部與所述第二C形側(cè)支腿中的狹縫接合。
【文檔編號(hào)】H01F27/26GK103930958SQ201280055682
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月14日
【發(fā)明者】R·M·帕里什, F·P·伯克 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司