混合變壓器芯的制作方法
【專利摘要】公開了一種混合變壓器芯。該變壓器芯可以設置在電抗器內(nèi)。該混合變壓器鐵心包括非晶鋼的第一軛部和非晶鋼的第二軛部。混合變壓器芯還包括延伸在第一軛部和第二軛部之間的至少兩個晶粒取向鋼的支柱。至少兩個支柱中的每一個支柱的第一端在第一連接平面上被連接到第一軛部的第一表面，而且其中，至少兩個支柱中的每一個支柱的第二端在第二連接平面上被連接到第二軛部的第二表面。所述第一表面在所有方向上沿著第一連接平面延伸超過至少兩個支柱中的每一個支柱的第一端。所述第二表面在所有方向上沿著第二連接平面延伸超過至少兩個支柱中的每一個支柱的第二端。還公開了制造這種混合變壓器芯的方法。
【專利說明】混合變壓器芯

【技術領域】
[0001]本公開涉及混合變壓器芯，特別是這種將非晶鋼軛部與晶粒取向鋼的支柱結合的混合變壓器芯。

【背景技術】
[0002]在過去的幾十年中，全世界社會已經(jīng)共同努力，為了降低全球變暖的風險。不幸的是，這個問題沒有唯一解決方案。因此，在未來幾十年，能量效率將會是降低碳排放和對抗全球變暖的關鍵因素。發(fā)電工業(yè)和輸配電工業(yè)(T&D)產(chǎn)生了社會中的大部分能量損耗。僅在T&D體系中的損耗就是傳輸?shù)腡&D能量的全球平均值的整整10%。
[0003]因此需要投資能源的有效使用、電力基礎設施的能量效率和可再生資源。開發(fā)一種使用電力的高效系統(tǒng)可以使得與目前情況相比更大規(guī)模地使用電能作為主要能量。
[0004]占據(jù)總T&D損耗的至少三分之一，變壓器和分流電抗器通常是電力系統(tǒng)中最昂貴的部件，并因此這些電力裝置的高效設計可以降低T&D損耗。
[0005]此外，歐洲委員會(EC)已經(jīng)制定了一系列目標，要求在2020年之前達到氣候和能量目標，稱為“20-20-20”目標。為了達到“20/20/20”目標，制訂變壓器標準的歐洲委員會(EC)和組織目前正在致力于開發(fā)指引以減小變壓器損耗。
[0006]一種減小變壓器損耗的方法不僅購買例如標準EN50464-1限定的具有最小損耗的變壓器，還需要將損耗估算值應用在采購過程中。
[0007]將變壓器損耗減小到低于現(xiàn)有水平是可用科學方法是非常少的。然而，用于配電變壓器的一種方法是使用非晶鋼作為芯部材料。利用這種非晶技術可以將空載損耗降低高達70%。同樣，通過將電流密度和/或磁通密度降低到低于可靠變壓器所需的極限，可以使用更多材料實現(xiàn)具有更低損耗的大范圍的變壓器設計。
[0008]US4668931公開了一種變壓器芯，其具有一個或多個由多個娃鋼疊片構成的繞線柱和一對由多個非晶鋼疊片構成的軛部。軛部和繞線柱通過硅鋼-非晶鋼疊片接頭串聯(lián)接合，以形成磁性回路電路，因此提供了一種變壓器芯，相比于不是由硅鋼疊片形成的電力變壓器芯，其具有顯著改善的芯損耗性能。
[0009]然而，仍然需要一種改進的變壓器設計。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的總體目的是提供一種導致低損耗的改進的變壓器設計。已經(jīng)識別了許多不同的因素其可以減小不同種類的損耗。
[0011]本公開的一個特定目的是提供一種改進的混合變壓器芯，其將非晶鋼軛部與晶粒取向鋼支柱相結合。
[0012]因此，根據(jù)本公開的第一方面，提供了一種混合變壓器芯。該混合變壓器芯包括非晶鋼的第一軛部和非晶鋼的第二軛部?；旌献儔浩餍具€包括至少兩個晶粒取向鋼的支柱，它們在第一軛部和第二軛部之間延伸。至少兩個支柱中的每一個的第一端在第一連接平面內(nèi)被耦合到第一軛部的第一表面，而且其中，至少兩個支柱中的每一個的第二端在第二連接平面內(nèi)被耦合到第二軛部的第二表面。所述第一表面在所有方向上沿著第一連接平面延伸超過至少兩個支柱中的每一個的第一端。所述第二表面在所有方向上沿著第二連接平面延伸超過至少兩個支柱中的每一個的第二端。
[0013]有利的是，混合變壓器芯提供了產(chǎn)業(yè)精煉鋼的改進，允許比目前使用的更薄的鋼板。在變壓器中非晶各向同性芯材料與高各向異性和產(chǎn)業(yè)精煉鋼的結合是具有能量效率的。
[0014]有利的是，所公開的混合變壓器芯通過提供的芯接頭提供了芯通量的高級控制。芯材料的各向異性以及芯尺寸具有很大的潛力來減少芯部損耗。
[0015]有利的是，所公開的混合變壓器芯提供了漏磁通量控制方法，以降低繞組、箱和其它結構、磁性支撐材料中的損耗。
[0016]根據(jù)實施例，軛部的高度約為支柱直徑的1.3倍。因此:所述至少兩個支柱中的每一個具有一直徑，其中所述第一軛部可以從第一連接平面垂直地延伸所述直徑的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍，并且其中所述第二軛部從第二連接平面垂直地延伸所述直徑的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍。
[0017]根據(jù)本公開的第二方面，提供了一種電抗器，其包含根據(jù)第一方面的至少一個混合變壓器芯。
[0018]根據(jù)第三方面，提供了一種制造混合變壓器芯的方法，優(yōu)選根據(jù)第一方面的混合變壓器芯。該方法包括由非晶鋼帶構建軛部作為梁；通過使用構建的梁組裝混合變壓器芯；以及安裝、測試、和/或操作組裝的混合變壓器芯。
[0019]由非晶鋼帶構建軛部作為梁可以包括將帶切割成非晶鋼板；堆疊切割的板；在堆疊期間粘合這些板；和/或組裝兩個或更多個單獨的梁，從而形成復合梁。這些制造步驟也可以用于構建晶粒取向的支柱作為板的梁，其具有比目前商業(yè)上更薄的各向異性芯鋼，以進一步減少混合芯的損耗。軛部可以被構建為線圈、環(huán)、橢圓體等。
[0020]組裝混合變壓器芯可包括根據(jù)優(yōu)選配置來布置第二軛部；將支柱附接至第二軛部，從而將支柱耦合到第二軛部；將繞組布置在支柱的至少一個支柱上；將第一軛部附接至支柱，從而將第一軛部耦合到支柱；將連接裝置安裝到繞組；和/或?qū)⒒旌献儔浩餍静贾迷谙潴w中，并將第一軛部和第二軛部中的至少一個通過緊固裝置緊固至箱體。
[0021]一般而言，在權利要求書中使用的所有術語應根據(jù)【技術領域】中的普通含義來解釋，除非本文另外清楚地限定。所有術語“一 / 一個/所述元件、設備、部件、裝置、步驟等”開放地解釋為表示元件、設備、部件、裝置、步驟等的至少一個例子，除非另外明確地聲明。在此公開的任何方法的步驟不必以公開的精確順序執(zhí)行，除非明確地聲明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]現(xiàn)在通過實施例的方式，參考以下附圖描述本公開，其中:
[0023]圖1-10示出了根據(jù)實施例的變壓器芯；以及
[0024]圖11是圖1-10中任何一個的變壓器芯的制造方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0025]現(xiàn)在將參考附圖更詳細地描述本公開，其中示出了本公開的某些實施例。然而，本公開可以以許多不同的形式實施并且不應解釋為限于本文闡述的實施例；相反，這些實施例以舉例的方式提供，使得本公開將是徹底和完整的，并且將本公開的范圍完全傳達給本領域的技術人員。在整個說明書中，相同的標號表示相同的部件。
[0026]圖1是根據(jù)一個優(yōu)選實施例的混合變壓器芯I的透視圖。變壓器芯的垂直部分(繞組被纏繞在該部分上)通常稱為支柱或支柱3a、3b，而且變壓器芯的頂部和底部通常稱為軛部2a、2b。如圖1所示，單相芯式變壓器可以具有兩個支柱的芯。然而，其他配置也是可能的。
[0027]一般而言，變壓器通常用于通過電感性耦合的導體從一個電路向另一個電路傳遞電能。電感性耦合的導體由該變壓器的線圈限定。第一或初級繞組中的變化的電流在變壓器的芯中產(chǎn)生了變化的磁通量，因此產(chǎn)生穿過次級繞組的變化的磁場。
[0028]一些變壓器，例如用在電力或音頻的變壓器，通常具有由高磁導率的硅鋼制成的芯。這種鋼的磁導率是自由空間的許多倍，并且因而芯用于顯著減小磁化電流以及將通量限制在與繞組緊密耦合的路徑上。
[0029]層疊芯的一種常見設計是由被I形片所包圍的E形鋼片交錯疊制而成。具有這種芯的變壓器通常稱為E-1變壓器。E-1變壓器往往比傳統(tǒng)變壓器表現(xiàn)出更多的損耗。另一方面，E-1變壓器的生產(chǎn)是經(jīng)濟的。
[0030]在常見的混合變壓器芯中，所述軛部是由非晶鋼制成，而支柱由晶粒取向芯部用鋼制成。通常，磁芯包括一疊薄硅鋼疊片。對于50Hz變壓器，所述疊層典型地為約
0.23-0.35mm厚的量級。在本公開中，可以進一步將晶粒取向鋼制得更薄。為了降低禍流損耗，疊片必須彼此絕緣，例如通過清漆的薄層。為了減小芯損耗，變壓器的磁芯可以由冷軋晶粒取向片鋼制成。當在軋制方向被磁化時，該材料具有低的芯損耗和高磁導率。
[0031]本公開的實施例涉及混合變壓器芯，特別是這種將非晶鋼的軛部與晶粒取向鋼的支柱相結合的混合變壓器芯。
[0032]現(xiàn)在更詳細地描述圖1的混合變壓器芯。該混合變壓器芯I包括第一軛部2a和第二軛部2b。該第一軛部2a和第二軛部2b由非晶鋼組成。優(yōu)選地，在軛部2a、2b的所有方向上具有相同的各向同性。因此，第一軛部2a和第二軛部2b的非晶鋼優(yōu)選地在所有方向上具有相同的各向同性。
[0033]該第一軛部2a可以認為是頂部軛部，第二軛部2b可以認為是底部軛部。該第一軛部2a和第二軛部2b通?？梢哉J為是梁。該梁可以采用多種不同形狀中的一種。該形狀一般由該梁的橫截面限定。根據(jù)優(yōu)選實施例，第一軛部2a和第二軛部2b中的每一個具有矩形形狀的橫截面。根據(jù)另一個實施例，橫截面是方形。根據(jù)本公開的另一個實施例，橫截面是橢圓形。根據(jù)本公開的另一個實施例，橫截面是圓形。
[0034]該混合變壓器芯進一步包括多個支柱3a、3b。支柱3a、3b由晶粒取向鋼構成。根據(jù)優(yōu)選實施例，第一支柱3a和第二支柱3b中的每一個具有矩形形狀的橫截面。根據(jù)另一個實施例，橫截面是方形。根據(jù)本公開的另一個實施例，橫截面是橢圓形。根據(jù)本公開的另一個實施例。橫截面是圓形。
[0035]優(yōu)選地，混合變壓器芯包括至少兩個支柱3a、3b，如圖1所示。支柱3a、3b被設置在所述第一(頂部)軛部2a以及第二(底部)軛部2b之間。換句話說，支柱3a、3b延伸于所述第一軛部2a和第二軛部2b之間。
[0036]此外，支柱3a，3b被親合至軛部2a、2b。特別地，每一個支柱的第一端部4a、4b親合到第一軛部2a的第一表面5a。每一個支柱的第二端部6a、6b耦合到第二軛部2b的第二表面5b。該第一表面5a限定了第一連接平面7a，第二表面5b限定了第二連接平面7b，參見圖2和圖3。圖2和圖3示出了圖1的混合變壓器芯I的側視圖。圖3是在圖2中沿A-A切割的側視圖。優(yōu)選地，支柱3a，3b的每一個的第一端部4a、4b被粘合到第一軛部2a的第一表面5a。同樣，優(yōu)選地，支柱3a，3b的每一個的第二端部6a、6b被粘合到第二軛部2b的第二表面5b。因此，軛部2a、2b可以直接粘合到支柱3a、3b。優(yōu)選地，軛部2a、2b被粘合到支柱3a、3b的平坦端部上。因此不再存在任何理由在軛部2a、2b和支柱3a、3b之間具有45度連接、階梯搭接連接或非階梯搭接連接。由于非晶鋼是非取向的，來自支柱3a、3b的通量將由軛部2a、2b中的最低磁能量分配。
[0037]軛部2a、2b被設置成使得第一軛部2a的第一表面5a面向第二軛部2b的第二表面5b。因此，第一連接平面7a和第二連接平面7b優(yōu)選為平行的。在連接點(即，其中軛部2a、2b碰觸支柱3a、3b)，軛部2a、2b的寬度大于支柱3a、3b。即，在軛部2a、2b和支柱3a、3b之間的耦合處，軛部2a、2b超過支柱3a、3b在所有方向上延伸，參見圖2和圖3。更確切地說，(第一軛部2a的)第一表面5a在所有方向上沿著第一連接平面7a延伸超過至少兩個支柱3a、3b的每一個的第一端部4a、4b。同樣，(第二軛部2b的)第二表面5b在所有方向上沿著所述第二連接平面7b延伸超過至少兩個支柱3a、3b的每一個的第二端部6a、6b。軛部2a、2b從而對于耦合到變壓器I的阻抗的空氣磁能量承受磁芯磁通和軸向磁通兩者。軛部2a、2b由此能夠更好地分配來自支柱3a、3b的磁通，因此減少了磁漏。因此，所公開的變壓器I在繞組和其它鋼部件中的渦流損耗較小。
[0038]支柱的數(shù)量可以變化。典型地，具有兩個支柱(例如如圖1所示)或三個支柱(例如，如圖7和圖8所示)。在圖7中，變壓器芯I中具有直線配置的三個支柱3a、3b、3c。此夕卜，如圖7所示，軛部梁中的一個可長于其它軛部梁。支柱所耦合的軛部梁是最長的軛部梁。在圖8中，變壓器芯I中具有圓形配置的三個支柱3a、3b、3c。
[0039]優(yōu)選地，軛部2a、2b具有高度h，其大于支柱3a、3b的最大直徑d。最優(yōu)選地，高度h是支柱3a、3b的最大直徑d的約1.3倍。根據(jù)一個實施例，所有支柱3a、3b可具有相同的直徑d。根據(jù)另一個實施例，支柱3a、3b可具有不同的直徑。對于上述限定的第一連接平面7a，第一軛部2a可以垂直地從第一連接平面7a延伸了支柱3a、3b的直徑d的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍。同樣地，對于上述限定的第二連接平面7b，第二軛部2b垂直地從第二連接平面7b延伸了支柱3a、3b的直徑d的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍。
[0040]因此，軛部2a、2b有利地成型為高于支柱3a、3b的最大直徑d，而且還長于支柱3a,3b的直徑d，以便補償非晶鋼板的下飽和。這意味著，當磁通從支柱3a、3b進入非晶軛部2a、2b時，磁通必須首先克服它們之間的對接接頭中的小氣隙。當磁通到達非晶軛部2a、2b時，磁通抵靠在支柱3a、3b的第一“容積區(qū)域”是飽和的，但軛部2a、2b的各向同性直接在軛部2a、2b的較大容積中重新分配磁通。一方面，該方法可以最小限度地增加損耗，但是另一方面導致磁化電流的峰值和稍微更高的空載電抗。因此，對接接頭就會產(chǎn)生兩種效果。第一是磁化電流中的峰值。第二是軛部和支柱之間的10Hz或120Hz機械力壓縮。這些效果可以通過在支柱的端部使用纏繞的泄漏電流環(huán)來最小化，所述環(huán)用于將電流向軛部2a、2b分流。由于軛部2a、2b可以長于和寬于支柱3a、3b，軛部2a、2b也可吸收各相的泄漏電流。
[0041]優(yōu)選地，第一軛部2a、2b和第二軛部3a、3b是由堆疊的多個非晶鋼軛部板8構成，如圖4和圖5所示。堆疊的多個軛部板8可以粘合在一起。因此軛部2a、2b可以被認為是粘合的封裝，其中通過黏膠獲得機械強度。由此，軛部2a、2b是與箱體一起形成的結構部件，其中變壓器I被放置在箱體中。因此，軛部2a、2b接收所有的力?，F(xiàn)在限定第一板平面9，其在支柱3a、3b之間延伸且垂直于第一和第二連接平面7a和7b，參見圖4，該圖示出了圖3的一部分。堆疊的多個軛部板8優(yōu)選定向為平行于第一板平面9。該軛部板8 (也稱作層疊件)優(yōu)選粘合在一起。
[0042]優(yōu)選地，支柱3a、3b由堆疊的多個晶粒取向鋼的支柱板10構成。圖6示出了具有多個支柱板10的支柱3a、3b。所述多個支柱板10優(yōu)選是粘合或結合的。支柱3a、3b定向為使得堆疊的多個支柱板10優(yōu)選平行于第一板平面9。而且，支柱3a、3b的定向板10中的磁通方向是在所使用的拐角中，使得磁通直接在90度接頭處進入軛部2a、2b的非晶板。
[0043]如上所述，軛部2a、2b在所有方向上沿著軛部2a、2b和支柱3a、3b之間的連接平面7a、7b延伸超過支柱3a、3b。因此，軛部2a、2b比傳統(tǒng)的軛部延伸超過支柱3a、3b更長。例如，每個軛部2a、2b長于芯的長度I。該第一軛部2a和第二軛部2b可從混合變壓器芯在長度上延伸，其總距離是一個支柱3a、3b的至少直徑d。因此，每個軛部2a、2b可以延伸一段總距離，其長度是芯端部的一個支柱3a、3b直徑d的至少一半。例如，每個軛部2a、2b寬于支柱3a、3b。該第一軛部2a和第二軛部2b可從混合變壓器芯在寬度上延伸，其總距離是一個支柱3a、3b的至少直徑d。因此，每個軛部2a、2b可優(yōu)選在支柱3a、3b的每一側延伸，延伸的總距離是一個支柱3a、3b直徑的至少一半。軛部2a、2b的寬度w還可以附加地和/或替代地關于支柱3a、3b的繞組。因此，支柱3a、3b中的至少一個可具有繞組lla、llb，從而形成被纏繞的支柱。該第一軛部2a和第二軛部2b的寬度w可以是被纏繞的支柱的至少直徑。
[0044]現(xiàn)在將參考圖11的流程圖公開一種制造混合變壓器芯I的方法。簡而言之，該方法包括步驟S1:由帶構建軛部2a、2b (和支柱3a、3b)作為梁；步驟2:使用構建的梁組裝混合變壓器芯I ;以及步驟3:安裝、測試、和操作組裝的混合變壓器芯I?，F(xiàn)在將進一步詳細說明這些步驟的每一步。
[0045]步驟SI，由帶構建非晶軛部2a、2b作為梁12，包括步驟S1.1:從非晶鋼板切割帶。這些帶可以用切割機器切割。該切割機器可以使用沖壓來切割非晶鋼板。可替換地，切割機器可以使用激光束來切割鋼。激光被有利地用于鋼板是薄的或易碎的情況下。由于板非常薄，所以僅需要低功率激光切割機。板的高度可以根據(jù)例如成本和制造復雜性來確定。一些板可以在被切割之前粘合在一起。在步驟S1.2中，切割的帶被堆疊在一起。在堆疊過程中，帶可以被放置在固定裝置中。使用固定裝置還容許真空模制，例如使用環(huán)氧樹脂。為了降低高磁致伸縮，取向鋼的葉片可以一定間隔設在堆疊的葉片之間(例如，每20個堆疊葉片之間設置一個取向鋼葉片的順序)。步驟1.3，在堆疊期間，葉片也被粘合，以形成梁12。當軛部2a、2b是非晶帶構成，可以容易地被切割并堆疊成梁并同時粘合。非晶梁可以容易地鎖定到箱底或箱壁，以實現(xiàn)所需的軸向力以及在所有方向上獲得箱體支撐。然后，梁12可以被用作軛部(如本文公開的第一和第二軛部12a、12b)?？蛇x地，步驟S1.4，兩個或更多單獨的梁12可被組裝，以形成復合梁13。然后，復合梁13可以被用作軛部(如本文公開的第一和第二軛部2a、2b)。在圖9中，包括四個單獨的梁12的復合梁13被用作第一軛部2a。為了形成復合梁13，單獨的梁12被堆疊、粘合和模制在一起。單獨的梁12可通過Asecond結合。Asecond由未固化環(huán)氧材料形成，參見W02008020807A1。通常一個輒部2a、2b由1、2、4、6、8個或更多個單獨的梁12制成。因此，軛部2a、2b可以堆疊成任意的寬度和高度，因此軛部2a、2b不再局限于固定的尺寸。與上述類似地，堆疊的梁(即中心梁)的最大高度可以是支柱3a、3b的直徑的約1.3倍。然后，在邊緣處的堆疊的梁(即放置在中心梁左邊以及右邊的梁)的高度通常是支柱直徑的約0.6倍。
[0046]與步驟SI相同的過程(切割、堆疊、粘合、組裝)可以被用于由帶構建晶粒取向的支柱3a、3b作為梁。
[0047]在步驟S2中，通過使用構建的梁12，混合變壓器芯I被組裝。在步驟S2.1中，底部軛部(第二軛部2b)是根據(jù)優(yōu)選配置布置的。在該場景中，底部軛部可以是復合梁13，從而在步驟SI期間構建時，由一個或多個單獨的梁12構成。在步驟S2.2中，支柱3a、3b附接到該底部軛部。由此，支柱3a、3b被耦合到該底部軛部。在步驟S2.3中，繞組IlaUlb可被置于支柱3a、3b上。可替換地，在后面的階段可將繞組lla、llb圍繞支柱3a、3b纏繞。在步驟S2.4中，頂部軛部(第一軛部2a)被附接到支柱3a、3b。由此，頂部軛部耦合到支柱3a、3b。在該場景中，頂部軛部可以是復合梁13，從而在步驟SI期間構建時，由一個或多個單獨的梁12構成。在步驟S2.5中，連接裝置14被安裝到繞組lla、llb。在步驟S2.6中，由此形成的混合變壓器芯I放置于箱體(或箱)16中，而且軛部通過緊固裝置17a、17b被固定于箱體(或箱)。因此，混合變壓器芯I可通過至少一個軛部2a、2b的緊固裝置17a、17b緊固到箱體或箱16。緊固裝置可鎖定抵抗工作期間施加到混合變壓器芯I的垂直力，并且抵抗存在于支柱端部表面和軛部表面之間的矯頑力。該緊固裝置可以將混合變壓器芯I與箱體或箱16隔離。這可以避免使用螺釘、螺母和/或螺栓等將混合變壓器芯I鎖定至箱體或槽16。
[0048]在步驟S3中，組裝的混合變壓器芯I被安裝、檢測和操作。
[0049]本文公開的混合變壓器芯可以設置在電抗器中。由此公開了一種電抗器，其包括至少一個本文公開的混合變壓器芯。
[0050]因此，根據(jù)圖1-10示意性示出的實施例的變壓器芯同樣可以是電抗器芯。概括地說，對于電抗器(電感器)，它們包括基本上只具有一個繞組的芯。在其它方面，如上文所述的關于變壓器也是本質(zhì)上關于電抗器的。
[0051]所述電抗器可以是分流電抗器或串聯(lián)電抗器。本文公開的變壓器芯可以根據(jù)一個實施例應用于具有空氣間隙而沒有電芯用鋼的電抗器。這種電抗器優(yōu)選適用于kVAR(無功伏安)至幾MVAR范圍內(nèi)的無功功率。本文公開的變壓器芯可以根據(jù)另一個實施例應用于具有空氣間隙具有(電)芯用鋼的電抗器。這種電抗器優(yōu)選適用于幾MVAR范圍內(nèi)的無功功率。
[0052]已經(jīng)參照以上幾個實施例大體描述了本公開。但是，正如本領域技術人員容易認識到的，不同于上述實施例的其它實施例同樣可能在所附權利要求書限定的本公開之范圍內(nèi)。例如，通常，由于非晶軛部可由平行寬度的現(xiàn)有非晶帶構成，所公開的變壓器不限于任何最大尺寸。
【權利要求】
1.一種混合變壓器芯(I)，包括: 非晶鋼的第一軛部(2a)和非晶鋼的第二軛部(2b);以及 在所述第一軛部和所述第二軛部之間延伸的至少兩個晶粒取向鋼的支柱(3a、3b)， 其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱的第一端(4a、4b)在第一連接平面(7a)上被耦合到所述第一軛部的第一表面(5a)，而且其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱的第二端(6a、6b)在第二連接平面(7b)上被耦合到所述第二軛部的第二表面(5b)， 其中所述第一表面在所有方向上沿著所述第一連接平面延伸超過所述至少兩個支柱中的每一個支柱的所述第一端，并且 所述第二表面在所有方向上沿著所述第二連接平面延伸超過所述至少兩個支柱中的每一個支柱的所述第二端。
2.根據(jù)權利要求1所述的混合變壓器芯，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱具有直徑(d)，其中所述第一軛部從所述第一連接平面垂直地延伸所述直徑的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍，并且其中所述第二軛部從所述第二連接平面垂直地延伸所述直徑的1.1-1.5倍，優(yōu)選1.2-1.4倍，最優(yōu)選1.3倍。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的混合變壓器芯，其中所述第一軛部和第二軛部中的每一個軛部包括至少一個軛部梁，每個軛部梁包括多個堆疊的非晶鋼軛部板(8)。
4.根據(jù)權利要求3所述的混合變壓器芯，其中每一個軛部梁與Asecond結合。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的混合變壓器芯，其中多個堆疊的軛部板被定向為平行于第一板平面(9)，所述第一板平面(9)垂直于所述第一連接平面和所述第二連接平面，所述第一板平面在所述至少兩個支柱之間延伸。
6.根據(jù)權利要求3、4或5所述的混合變壓器芯，其中所述第一軛部(2a)和所述第二軛部(2b)中的至少一個由至少兩個不同長度的軛部梁構成，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱所耦合的軛部梁是至少兩個軛部梁中最長的一個。
7.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱包含多個堆疊的晶粒取向鋼的支柱板(10)。
8.根據(jù)從屬于權利要求5的權利要求7所述的混合變壓器芯，其中所述支柱被定向為使得多個堆疊的支柱板平行于所述第一板平面。
9.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述第一軛部和所述第二軛部和/或所述至少兩個支柱具有圓形、橢圓形、方形或長方形形狀的橫截面。
10.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱的所述第一端被粘合至所述第一軛部的所述第一表面，并且其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱的所述第二端被粘合至所述第二軛部的所述第二表面。
11.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述第一軛部和所述第二軛部的所述非晶鋼在所有方向上具有相同的各向同性。
12.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱具有直徑(d)，其中所述第一軛部和所述第二軛部從所述混合變壓器芯在長度上延伸，其總距離至少是一個支柱的直徑。
13.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述至少兩個支柱中的每一個支柱具有直徑(d)，其中所述第一軛部和所述第二軛部從所述混合變壓器芯在寬度上延伸，其總距離至少是一個支柱的直徑。
14.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，還包括至少一個繞組(IlaUlb)，所述至少一個繞組中的每一個繞組被纏繞在所述至少兩個支柱中的一個支柱周圍，從而形成至少一個纏繞的支柱，所述至少一個纏繞的支柱具有直徑，其中所述第一軛部和所述第二軛部的寬度至少是所述至少一個纏繞的支柱的直徑。
15.根據(jù)前述權利要求任一項所述的混合變壓器芯，其中所述第一軛部(2a)和所述第二軛部(2b)中的至少一個包含緊固裝置17a、17b，用于將所述混合變壓器芯固定至箱或箱體16的至少一個壁。
16.一種電抗器，包括至少一個根據(jù)權利要求1-15任一項所述的混合變壓器芯。
17.根據(jù)權利要求16所述的電抗器，其中電抗器是并聯(lián)電抗器或串聯(lián)電抗器。
18.—種制造根據(jù)權利要求1所述的混合變壓器(I)的方法，包括以下步驟: 由非晶鋼帶構建軛部作為梁(SI); 通過使用構建的梁組裝混合變壓器芯(S2);以及 安裝、測試、和/或操作組裝的混合變壓器芯(S3)。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中步驟SI還包括: 從非晶鋼板切割帶(S1.1); 堆疊所切割的帶(S1.2); 在堆疊期間粘合所切割的帶(S1.3);以及/或者 組裝兩個或更多個單獨的梁(S1.4)，從而形成復合梁； 并且/或者其中步驟S2還包括: 根據(jù)優(yōu)選配置布置所述第二軛部(S2.1); 將所述支柱附接到所述第二軛部(S2.2)，從而將所述支柱耦合到所述第二軛部； 在所述支柱中的至少一個支柱上放置繞組(S2.3); 將所述第一軛部附接至所述支柱(S2.4)，從而將第一軛部耦合至所述支柱； 將連接裝置安裝至所述繞組(S2.5);以及/或者 將所述混合變壓器芯放置在箱體內(nèi)并通過緊固裝置將所述第一軛部和所述第二軛部中的至少一個緊固至所述箱體(S2.6)。
【文檔編號】H01F3/10GK104471654SQ201380037207
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權日:2012年7月13日
【發(fā)明者】T·弗格爾伯格 申請人:Abb技術有限公司