磁平衡疊片式三角形變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磁平衡疊片式三角形變壓器,包括一三角形鐵芯，所述三角形鐵芯由上軛部鐵芯、下軛部鐵芯、三個(gè)立柱鐵芯組成，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯為相同的三角形，三個(gè)立柱鐵芯分別連接上軛部鐵芯、下軛部鐵芯的三邊；立柱鐵芯上繞有線圈。本發(fā)明形成的三相立柱，及每?jī)闪⒅g的物理結(jié)構(gòu)、磁傳導(dǎo)通路都完全一致。能夠保障三相變壓器實(shí)現(xiàn)電--磁--電的轉(zhuǎn)換效能一致，也能保障作為三相電抗器時(shí)其性能一致。在自散熱效能明顯均衡，不會(huì)出現(xiàn)熱集中點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)電力、電子和通信技術(shù)的大幅度的提高。是適應(yīng)新型綠色電能技術(shù)革命的一種產(chǎn)品，能夠大幅度的提升綠色電能技術(shù)發(fā)展的一種產(chǎn)品。
【專利說(shuō)明】 磁平衡疊片式三角形變壓器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的來(lái)說(shuō)涉及一種磁平衡疊片式三角形的變壓器。

【背景技術(shù)】
[0002]卷繞型的三角形三相鐵芯變壓器，就其實(shí)用性和適用生產(chǎn)的工藝性方面具有以下不可逾越的缺陷，第一，其采用仿形片卷繞成型，讓其立柱橫截面成30° +150°的菱形結(jié)構(gòu)，兩兩立柱并放，才能夠緊密配合，達(dá)到最小外部結(jié)構(gòu)尺寸和最佳電磁效能。但是，這對(duì)卷片開料工藝設(shè)備保障難度大，還會(huì)形成一定的用料損耗。第二，就密閉結(jié)構(gòu)鐵芯的線包繞制，及對(duì)絕緣處理來(lái)講，相對(duì)于不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，就都難以得到基本保障。最終其電氣性能也沒有絕對(duì)保障。第三，相對(duì)于適用，不同功率等級(jí)和絕緣等級(jí)對(duì)繞制線包成型、絕緣處理都有本質(zhì)的差異，密閉鐵芯的線包繞制是一個(gè)限制。第四，相對(duì)于高頻技術(shù)新材料的采用，卷繞型的三角形結(jié)構(gòu)因其卷料的成型要求，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[0003]參看圖1，在常規(guī)E型三相鐵芯中，結(jié)構(gòu)和電磁回路說(shuō)明如下:
一，Tab和Tac的磁路長(zhǎng)度不一致，Tca和Tcb的磁路長(zhǎng)度也不一致，Tba和Tbc的磁路長(zhǎng)度是一致的，且是短的一種。二，扼部，傳導(dǎo)的磁力線為四單位(以每個(gè)示意線條為一個(gè)單位)，和立柱相同。而在新式三角形三相鐵芯中，相對(duì)應(yīng)的，第一，六種磁路的長(zhǎng)度全部一致，第二，扼部所傳導(dǎo)的磁力線為兩單位，比立柱少一半。
[0004]形成的效果是:常規(guī)E型三相鐵芯中，中柱B的磁路長(zhǎng)度短且平衡。造就其電感量會(huì)大于邊上兩柱，其電一磁一電的轉(zhuǎn)換效率最高。但是由于物理結(jié)構(gòu)，其散熱效果又比邊上兩柱差。無(wú)論在安裝方式和冷卻方式上如何處置，這兩方面的弊端都存在。特別是在倡導(dǎo)新興綠色能源的現(xiàn)在，其弊端會(huì)成為重大障礙。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種磁平衡疊片式三角形變壓器。
[0006]為了解決上述問(wèn)題本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:
磁平衡疊片式三角形變壓器，包括一三角形鐵芯，所述三角形鐵芯由上軛部鐵芯、下軛部鐵芯、三個(gè)立柱鐵芯組成，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯為相同的三角形，三個(gè)立柱鐵芯分別連接上軛部鐵芯、下軛部鐵芯的三邊；立柱鐵芯上繞有線圈。
[0007]上軛部鐵芯的三角形內(nèi)部設(shè)置有上張緊支架；下軛部鐵芯的三角形內(nèi)部設(shè)置有下張緊支架；上張緊支架、下張緊支架均為三角形；上張緊支架、下張緊支架的三個(gè)角設(shè)有絕緣固定耐熱夾板，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯分別通過(guò)絕緣固定耐熱夾板固定，三根長(zhǎng)螺桿分別穿過(guò)上下絕緣固定耐熱夾板安裝在一安裝板上；上張緊支架、下張緊支架的中心設(shè)置有軸孔，一根兩端帶有螺母的桿穿過(guò)所述軸孔在兩端鎖緊。
[0008]上軛部鐵芯、下軛部鐵芯均為正三角形。
[0009]上軛部鐵芯、下軛部鐵芯由卷片卷繞成型，卷片為等寬等厚帶材。
[0010]三個(gè)立柱鐵芯用帶材裁剪成型，帶材與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯帶材相同。
[0011]三個(gè)立柱鐵芯與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯緊壓邊緣氬弧焊焊接。
[0012]三個(gè)立柱鐵芯與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯采用外部固定保持緊配合。
[0013]有益效果，本發(fā)明形成的三相立柱，及每?jī)闪⒅g的物理結(jié)構(gòu)、磁傳導(dǎo)通路都完全一致。能夠保障三相變壓器實(shí)現(xiàn)電一磁一電的轉(zhuǎn)換效能一致，也能保障作為三相電抗器時(shí)其性能一致。在自散熱效能明顯均衡，不會(huì)出現(xiàn)熱集中點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)E型三相鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明所述的三角形三相鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明所述的磁平衡疊片式三角形的變壓器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖3的A— A方向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0019]參看圖2，本發(fā)明中，三角形的結(jié)構(gòu)和電磁回路說(shuō)明如下:
從圖可以看出，A、B、C三立柱分別在扼部正三角形的三個(gè)中點(diǎn)，形成的磁密閉回路幾何尺寸完全一致，相對(duì)空間結(jié)構(gòu)、距離均一致。
[0020]三角形鐵芯的組成:三角形鐵芯由三個(gè)相同的規(guī)格材料組成的相同尺寸的立柱分別承擔(dān)三個(gè)單相線包磁性部分，上下各一個(gè)正三角形成為扼部，其材料和中柱一致。承擔(dān)的作用是實(shí)現(xiàn)相鄰兩中柱的磁傳導(dǎo)。
[0021]參看圖3和圖4，三角形鐵芯由上軛部鐵芯5、下軛部鐵芯2、三個(gè)立柱鐵芯7組成，上軛部鐵芯5、下軛部鐵芯2為相同的正三角形，三個(gè)立柱鐵芯7分別連接上軛部鐵芯5、下軛部鐵芯2的三邊；立柱鐵芯7上繞有線圈。
[0022]上軛部鐵芯5的三角形內(nèi)部設(shè)置有上張緊支架6 ;下軛部鐵芯2的三角形內(nèi)部設(shè)置有下張緊支架4 ;上張緊支架6、下張緊支架4均為三角形；上張緊支架6、下張緊支架4的三個(gè)角設(shè)有絕緣固定耐熱夾板3，上軛部鐵芯5、下軛部鐵芯2分別通過(guò)絕緣固定耐熱夾板3固定，三根長(zhǎng)螺桿8分別穿過(guò)上下絕緣固定耐熱夾板3安裝在一安裝板I上；上張緊支架6、下張緊支架4的中心設(shè)置有軸孔，一根兩端帶有螺母的桿8穿過(guò)所述軸孔在兩端鎖緊。自散熱風(fēng)流向9為通過(guò)中間間隙向上散熱。
[0023]三角形變壓器的鐵芯采用的材料
扼部采用相等寬度的片，采用任意厚度、任意材質(zhì)的磁性材料均可以通過(guò)自動(dòng)化設(shè)備成型。特別適應(yīng)于新型微晶、非晶類高頻鐵芯類超薄型帶材的采用，為中高頻三相交流產(chǎn)生設(shè)備的制造技術(shù)簡(jiǎn)單化和大功率化提供了技術(shù)支持。立柱部分，同樣適用于規(guī)?；谱鳎瑯舆m用于工頻到高頻的所有磁性材料。高頻化電磁轉(zhuǎn)換時(shí)，磁路長(zhǎng)度及磁密等引起漏感的技術(shù)參數(shù)會(huì)需要更加突出的要求。常規(guī)E型三相鐵芯相應(yīng)的有致命的差異缺陷，全密閉式卷繞鐵芯在高頻超薄材料的采用上、線包卷繞工藝上和功率全面覆蓋范圍上，也有不可克服的限制。就存在推廣的難度。本方案鐵芯的技術(shù)特點(diǎn)是:適用于低頻到高頻全頻率范圍的三相電磁轉(zhuǎn)換，適用于規(guī)?；谱鳌．a(chǎn)品工藝化水品高，一致性和質(zhì)量持續(xù)性等均很高。特別是對(duì)高頻使用環(huán)節(jié)達(dá)到其余模式三相變壓器、電抗器不可實(shí)現(xiàn)的新高度。
[0024]線包的結(jié)構(gòu)和散熱
線包的關(guān)鍵參數(shù)主要是采用的線材的品質(zhì)、截面形狀和絕緣等級(jí)。線材一般采用帶絕緣層的漆包銅(鋁)線或玻璃絲包銅(鋁)線繞制。以自散熱為條件，選取足夠小的磁密和線包電流密度。
[0025]三角形鐵芯變壓器、電抗器結(jié)構(gòu)方式相對(duì)于常規(guī)E型結(jié)構(gòu)散熱三相變壓器、電抗器條件均勻，通風(fēng)條件更好。如圖二所示。常規(guī)E型結(jié)構(gòu)線包成并列布局，中心線包和兩邊沿線包的磁感應(yīng)強(qiáng)度有差異、通風(fēng)風(fēng)道條件有差異，導(dǎo)致其發(fā)熱條件和散熱條件有較大誤差。而三角形鐵芯變壓器、電抗器在圖二所示立式安裝條件下，上述缺陷均能得到克服，在所有的電磁參數(shù)上，實(shí)現(xiàn)了三相之間相對(duì)的一致。散熱條件相對(duì)是最佳效果了。
[0026]固定和安裝
三角形鐵芯變壓器、電抗器結(jié)構(gòu)方式，相對(duì)于常規(guī)E型結(jié)構(gòu)三相變壓器、電抗器在支撐和固定方式上更復(fù)雜，如圖二所示，需要專用絕緣夾板和張緊支撐件。但復(fù)雜的結(jié)構(gòu)采用模具化制作后就顯得很可靠和簡(jiǎn)單。而且能夠保障鐵芯和安裝底板的磁絕緣。安全性和可靠性相對(duì)提聞。
[0027]安裝方式采用中心螺桿固定，三角形支撐點(diǎn)結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)安裝可靠時(shí)更具有平穩(wěn)度可調(diào)整的優(yōu)勢(shì)。在設(shè)備超重或超大型時(shí)更加適用。
[0028]整機(jī)接線
整機(jī)接線相對(duì)于各種變壓器、電抗器來(lái)講，都差異不明顯。因?yàn)榻泳€根據(jù)整機(jī)安裝方式來(lái)定。以線包繞制工藝調(diào)整后，均能夠?qū)崿F(xiàn)最佳出現(xiàn)方式并同時(shí)保障安全性和便利性。
[0029]磁平衡疊片式三角形變壓器相對(duì)于常規(guī)E型三相變壓器的優(yōu)點(diǎn):
磁平衡疊片式三角形變壓器，克服常規(guī)E型三相鐵芯的弊端，被發(fā)現(xiàn)并被設(shè)計(jì)出來(lái)的。形成的三相立柱，及每?jī)闪⒅g的物理結(jié)構(gòu)、磁傳導(dǎo)通路都完全一致。能夠保障三相變壓器實(shí)現(xiàn)電一磁一電的轉(zhuǎn)換效能一致，也能保障作為三相電抗器時(shí)其性能一致。在自散熱效能明顯均衡，不會(huì)出現(xiàn)熱集中點(diǎn)。在常規(guī)E型變壓器所有適用的行業(yè)產(chǎn)品，均可以采用和代替。
[0030]新式疊片式三角形鐵芯實(shí)現(xiàn)的工藝突破和適用性
本新式疊片式三角形鐵芯，是將三角形的扼部單獨(dú)實(shí)施卷繞成型，卷片為等寬等厚帶材，加工也可采用自動(dòng)化裝置。工藝效率明顯。中柱，采用等寬等厚及與扼部材料一致的帶材采用自動(dòng)化設(shè)備裁剪成型。線包，無(wú)論采用筒式式密繞、筒式間隔繞還是采用盤式方法繞制線包，均可以采用自動(dòng)化設(shè)備加工。采用絕緣底筒成型材料。整機(jī)裝配時(shí)，可將中柱與扼部實(shí)施緊壓邊緣氬弧焊焊接，也可采用外部固定保持立柱與扼部緊配合成型。在各個(gè)方面，都具有其先進(jìn)性和適用性。就根本來(lái)講，就是實(shí)現(xiàn)了加工工藝的自動(dòng)化突破。
[0031 ] 鐵芯材料加工的可自動(dòng)化，相對(duì)于常規(guī)E鐵芯型所采用的先進(jìn)工藝方法，均可繼承；還沒有孔洞等損耗磁路的工藝。磁路利用率最聞。
[0032]線包裝配及繞制成型，均沒有限制，利于實(shí)現(xiàn)各種規(guī)格范圍的涵蓋。是實(shí)現(xiàn)三相變壓器的真正更新?lián)Q代產(chǎn)品。
[0033]特別適用于三相電抗器的使用。在專業(yè)的電力無(wú)功補(bǔ)償治理設(shè)備中，電抗器的大量采用和高要求，因?yàn)楸井a(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)而變得輕松易行。
[0034]磁平衡新式疊片式三角形變壓器，電抗器的前景
磁平衡新式疊片式三角形鐵芯制作三相變壓器和電抗器在如下幾個(gè)方面，能夠?qū)崿F(xiàn)電力、電子和通信技術(shù)的大幅度的提高。是適應(yīng)新型綠色電能技術(shù)革命的一種產(chǎn)品，能夠大幅度的提升綠色電能技術(shù)發(fā)展的一種產(chǎn)品。
[0035]一，適用于各種規(guī)格的三相變壓器、三相電抗器采用。小規(guī)范的數(shù)據(jù)采集型變壓器、傳感器等，受制約于E型的限制，其技術(shù)精度無(wú)法逾越。大功率甚至超大功率的變壓器、電抗器，也是受到E型結(jié)構(gòu)相對(duì)缺陷的限制，其變換效率和損耗、轉(zhuǎn)換精度都受影響。而本專利的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)突破將其均變?yōu)榭赡?。成為完全的替代，而成本相?duì)卻無(wú)任何的增加。其質(zhì)量提升所帶來(lái)的效益前景、市場(chǎng)前景相當(dāng)可觀。
[0036]二，適用于全自動(dòng)化、模具化規(guī)模生產(chǎn)。在生產(chǎn)規(guī)模效益和質(zhì)量保障效益等方面，具有不可替代的巨大效益前景。也利于大規(guī)模推廣采用。
[0037]三，產(chǎn)品的新的應(yīng)用環(huán)境也具備十分明顯的前景優(yōu)勢(shì)。那就是在采用已經(jīng)研制成功的各種合金形式的非晶材料產(chǎn)品的高頻化大功率產(chǎn)品，在將來(lái)的電能質(zhì)量保障領(lǐng)域具有十分巨大的優(yōu)勢(shì)?；诜蔷Мa(chǎn)品屬于超薄型帶材，采用最少加工程序和模具化加工是對(duì)該類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)最大質(zhì)量利用的基礎(chǔ)。本新式鐵芯形式就完全符合這個(gè)要求。也就是說(shuō)，采用高頻模式的大功率設(shè)備構(gòu)成中，采用本新式三角形變壓器和電抗器是其整體效能實(shí)現(xiàn)的基本保障。
[0038]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明專利要求保護(hù)的范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【權(quán)利要求】
1.磁平衡疊片式三角形變壓器，包括一三角形鐵芯，其特征是，所述三角形鐵芯由上軛部鐵芯、下軛部鐵芯、三個(gè)立柱鐵芯組成，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯為相同的三角形，三個(gè)立柱鐵芯分別連接上軛部鐵芯、下軛部鐵芯的三邊；立柱鐵芯上繞有線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，上軛部鐵芯的三角形內(nèi)部設(shè)置有上張緊支架；下軛部鐵芯的三角形內(nèi)部設(shè)置有下張緊支架；上張緊支架、下張緊支架均為三角形；上張緊支架、下張緊支架的三個(gè)角設(shè)有絕緣固定耐熱夾板，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯分別通過(guò)絕緣固定耐熱夾板固定，三根長(zhǎng)螺桿分別穿過(guò)上下絕緣固定耐熱夾板安裝在一安裝板上；上張緊支架、下張緊支架的中心設(shè)置有軸孔，一根兩端帶有螺母的桿穿過(guò)所述軸孔在兩端鎖緊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯均為正三角形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，上軛部鐵芯、下軛部鐵芯由卷片卷繞成型，卷片為等寬等厚帶材。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，三個(gè)立柱鐵芯用帶材裁剪成型，帶材與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯帶材相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，三個(gè)立柱鐵芯與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯緊壓邊緣氬弧焊焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁平衡疊片式三角形變壓器，其特征是，三個(gè)立柱鐵芯與上軛部鐵芯、下軛部鐵芯采用外部固定保持緊配合。
【文檔編號(hào)】H01F27/25GK104517707SQ201310447015
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】胡寶良 申請(qǐng)人:上海中申電力電源制造有限公司