一種相切圓式線圈及其制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種相切圓式線圈及其制作方法。
【背景技術】
[0002]長圓形線圈又名跑道形線圈，顧名思義，就是將圓形線圈分為兩半，中間增加了一段直線部分，類似于運動場中的跑道形狀，故而得名。相比于傳統的圓形線圈變壓器，采用長圓形線圈(鐵芯也相應地將主級加厚)后，變壓器的中心距相應會減小，鐵芯的窗寬變窄，在相同鐵芯截面積、鐵芯窗高的情況下，變壓器在長度方向上的尺寸更加緊湊，使用硅鋼片更少，在硅鋼片單位鐵損相同的情況下，變壓器整體的空載損耗也得以降低。
[0003]現在變壓器普遍采用的是圓形線圈，但是圓形線圈存在成本較高的問題。因此在中小型配變中已經開始采用長圓形線圈代替圓形線圈，如圖1所示，長圓形線圈在相同的容量下占用更小的空間，硅鋼片和銅的用量更少，使成本大大降低。但是長圓形線圈5由于邊緣存在直線部分，并且由曲線過渡到直線存在尖角，在繞線過程中會繞不緊實，需要邊繞邊將導線敲打緊實，增加了人力物力，延長了繞制時間。更重要的是由于存在間隙，線圈的幅向裕度需要留的較大，一般取8%，浪費了空間，增加了成本。線圈繞制完還需要輻向帶壓烘干才能保證設計尺寸，增加了制造時間和成本，給車間生產帶來很大的壓力。
【發明內容】
[0004]本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供一種相切圓式線圈及其制作方法，使變壓器結構更加緊湊，降低了成本，節約了繞制周期，還能加強線圈機械強度。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的一種技術方案是:一種相切圓式線圈，包括線圈本體，所述線圈本體纏繞在變壓器的長圓形鐵芯上，所述線圈本體的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個小圓弧和兩個大圓弧相切連接構成，所述小圓弧的半徑小于大圓弧的半徑，所述兩個小圓弧分別位于鐵芯左右兩側，所述小圓弧的圓心與鐵芯的中心存在間隙，所述兩個大圓弧分別位于鐵芯上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡。
[0006]進一步的，所述相切圓式線圈適用于配變中的線繞式線圈和箔式線圈。
[0007]進一步的，所述相切圓式線圈使用在線繞式線圈時，當線圈上下兩端符合溫升要求，線圈兩端部的散熱油道壓平以節省空間。
[0008]進一步的，所述相切圓式線圈使用在箔式線圈時，由于要做銅箔上焊接銅排，所述線圈的一低壓側應壓平用于放置引線。
[0009]進一步的，所述最內層線圈的內徑比鐵芯外徑大3mm，該3mm間隙內用紙板或點膠紙填滿。
[0010]為了解決上述技術問題，本發明的另一種技術方案是:一種相切圓式線圈的制作方法，按以下步驟進行: (1)繞線模具制作:該繞線模具的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個小圓弧和兩個大圓弧相切連接構成，所述小圓弧的半徑小于大圓弧的半徑，所述兩個小圓弧分別位于繞線模具中心點的左右兩側，所述小圓弧的圓心與繞線模具中心點存在間隙，所述兩個大圓弧分別位于繞線模具中心點上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡；
(2)相切圓式線圈制作:將銅線或銅箔填入繞線模具內，制作出符合要求的相切圓式線圈，再將線圈取下套設在長圓形鐵芯上即可。
[0011]進一步的，步驟(2)中的相切圓式線圈適用于配變中的線繞式線圈和箔式線圈。
[0012]進一步的，所述相切圓式線圈使用在線繞式線圈時，當線圈上下兩端符合溫升要求，線圈兩端部的散熱油道壓平以節省空間。
[0013]進一步的，所述相切圓式線圈使用在箔式線圈時，由于要做銅箔上焊接銅排，所述線圈的一低壓側應壓平用于放置引線。
[0014]進一步的，所述線圈套設在鐵芯上時，位于最內層線圈的內徑比鐵芯外徑大3mm，該3mm間隙內用紙板或點膠紙填滿。
[0015]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
1、保留了長圓形線圈的優點，使變壓器結構更加緊湊，降低了成本；
2、圓和圓弧過渡自然，不存在尖角和直線部分，導線繞制緊湊，不僅減少了敲打等繁瑣的工序，節約了繞制周期，還能加強線圈機械強度；
3、間隙的減小可以縮小設計時線圈的幅向裕度，由原來的8%減小到3~4%，使變壓器的結構更加緊湊合理，降低了制作成本，同時線圈繞制完不需要輻向帶壓烘干就能保證設計尺寸，縮短了產品制造周期，產品競爭力更強。
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0017]圖1為原有長圓形線圈的構造示意圖。
[0018]圖2為本發明實施例相切圓線圈使用在線繞式線圈的構造示意圖。
[0019]圖3為本發明實施例相切圓線圈使用在箔式線圈的構造示意圖。
[0020]圖中:1-長圓形鐵芯，2-線繞式線圈，3-箔式線圈，31-銅排，4-散熱油道，5_長圓形線圈，Rl-小圓弧的半徑，R2-大圓弧的半徑，A-小圓弧與鐵芯中心的距離。
【具體實施方式】
[0021]實施例一:如圖2~3所示，一種相切圓式線圈，包括線圈本體，所述線圈本體纏繞在變壓器的長圓形鐵芯I上，所述線圈本體的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個半徑為Rl的小圓弧和兩個半徑為R2的大圓弧相切連接構成，所述R1〈R2，所述兩個小圓弧分別位于鐵芯I左右兩側，所述小圓弧的圓心與鐵芯的中心存在距離A，所述兩個大圓弧分別位于鐵芯上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡。
[0022]本實施例中，所述相切圓式線圈適用于配變中的線繞式線圈和箔式線圈。
[0023]本實施例中，如圖2所示，所述相切圓式線圈使用在線繞式線圈2時，當線圈上下兩端符合溫升要求，線圈兩端部的散熱油道4壓平以節省空間。
[0024]本實施例中，如圖3所示，所述相切圓式線圈使用在箔式線圈3時，由于要做銅箔上焊接銅排31，所述線圈的一低壓側應壓平用于放置引線。
[0025]本實施例中，所述最內層線圈的內徑比鐵芯外徑大3mm，該3mm間隙內用紙板或點膠紙填滿。
[0026]下面我們對長圓形線圈和相切圓式線圈進行比較。以型號S13-M-50/10配電變壓器為例。在設計時選用了等效直徑接近，大約122_，并且鐵心總重量相等，同為132kg的鐵心尺寸，計算得出兩臺的低壓線圈導線重量都為29kg左右。因此，在相同的設計尺寸下，兩種線圈所用材料基本相當。圖1為長圓形線圈。
[0027]可以看出兩種形式線圈不管長軸還是短軸方向尺寸都接近相等。但是相切圓式線圈有兩個優點:(1)相切圓式線圈結構更加緊湊，工藝繞制時過渡自然緊實。這在上文中有詳細提及；(2)如圖所示，在同樣的尺寸下，相切圓式線圈中增加了一個油道。油道的作用是增加線圈的散熱面積，降低繞組對油的溫升。這樣對于高過載等變壓器來說溫升的降低可以大大降低線圈絕緣的老化程度。所以在同樣的尺寸下，相切圓式線圈散熱更好結構更加緊湊合理。
[0028]綜上所述，對比這兩種線圈的外形以及性能，相切圓式線圈都有很大的發展空間。對廣品制造周期的縮短和性能都有所提尚。
[0029]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種相切圓式線圈，包括線圈本體，所述線圈本體纏繞在變壓器的長圓形鐵芯上，其特征在于:所述線圈本體的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個小圓弧和兩個大圓弧相切連接構成，所述小圓弧的半徑小于大圓弧的半徑，所述兩個小圓弧分別位于鐵芯左右兩偵牝所述小圓弧的圓心與鐵芯的中心存在間隙，所述兩個大圓弧分別位于鐵芯上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡。
2.根據權利要求1所述的相切圓式線圈，其特征在于:所述相切圓式線圈適用于配變中的線繞式線圈和箔式線圈。
3.根據權利要求2所述的相切圓式線圈，其特征在于:所述相切圓式線圈使用在線繞式線圈時，當線圈上下兩端符合溫升要求，線圈兩端部的散熱油道壓平以節省空間。
4.根據權利要求2所述的相切圓式線圈，其特征在于:所述相切圓式線圈使用在箔式線圈時，由于要做銅箔上焊接銅排，所述線圈的一低壓側應壓平用于放置引線。
5.根據權利要求3或4所述的相切圓式線圈，其特征在于:所述最內層線圈的內徑比鐵芯外徑大3_，該3_間隙內用紙板或點膠紙填滿。
6.一種相切圓式線圈的制作方法，其特征在于，按以下步驟進行: (1)繞線模具制作:該繞線模具的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個小圓弧和兩個大圓弧相切連接構成，所述小圓弧的半徑小于大圓弧的半徑，所述兩個小圓弧分別位于繞線模具中心點的左右兩側，所述小圓弧的圓心與繞線模具中心點存在間隙，所述兩個大圓弧分別位于繞線模具中心點上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡； (2)相切圓式線圈制作:將銅線或銅箔填入繞線模具內，制作出符合要求的相切圓式線圈，再將線圈取下套設在長圓形鐵芯上即可。
7.根據權利要求6所述的相切圓式線圈的制作方法，其特征在于:步驟(2)中的相切圓式線圈適用于配變中的線繞式線圈和箔式線圈。
8.根據權利要求7所述的相切圓式線圈的制作方法，其特征在于:所述相切圓式線圈使用在線繞式線圈時，當線圈上下兩端符合溫升要求，線圈兩端部的散熱油道壓平以節省空間。
9.根據權利要求7所述的相切圓式線圈的制作方法，其特征在于:所述相切圓式線圈使用在箔式線圈時，由于要做銅箔上焊接銅排，所述線圈的一低壓側應壓平用于放置引線。
10.根據權利要求8或9所述的相切圓式線圈的制作方法，其特征在于:所述線圈套設在鐵芯上時，位于最內層線圈的內徑比鐵芯外徑大3mm，該3mm間隙內用紙板或點膠紙填滿。
【專利摘要】本發明涉及一種相切圓式線圈及其制作方法，包括線圈本體，所述線圈本體纏繞在變壓器的長圓形鐵芯上，所述線圈本體的橫截面呈類橢圓形，該類橢圓形由兩個小圓弧和兩個大圓弧相切連接構成，所述小圓弧的半徑小于大圓弧的半徑，所述兩個小圓弧分別位于鐵芯左右兩側，所述小圓弧的圓心與鐵芯的中心存在間隙，所述兩個大圓弧分別位于鐵芯上下兩端，相鄰的小圓弧和大圓弧的端部相切連接，以使整個類橢圓形的圓和圓弧順滑過渡。本裝置保留了長圓形線圈的優點，使變壓器結構更加緊湊，降低了成本。
【IPC分類】H01F27-28, H01F27-30, H01F41-04
【公開號】CN104867665
【申請號】CN201510294854
【發明人】孫廷昊
【申請人】國家電網公司, 福州天宇電氣股份有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月2日