變壓器鐵心的制作方法
【專利摘要】一種變壓器鐵心，包括：多個鐵心鋼疊片；至少一個導向槽，其在形成多個鐵心鋼疊片中的每一個的鋼板的表面上；和至少一個形狀保持架，其附接于將多個鋼板接到一起的至少一個導向槽。
【專利說明】
變壓器鐵心
技術領域
[0001 ]本發明一般涉及變壓器鐵心，電力系統中使用的配電/輸電變壓器的一體的部分，且更具體地，涉及變壓器鐵心的多個鐵心鋼疊片(core steel laminat1n)以及多個鐵心鋼疊片的組裝方法。
【背景技術】
[0002]變壓器是一種具有鐵心和纏繞在鐵心上兩個或更多個繞組的靜電起電機(staticmachine)。這樣的變壓器通過電磁感應在不改變頻率的情況下將一個電路的電力變換為另一個電路的電力。
[0003]電磁感應橫跨暴露于隨時間變化的磁場的導體而產生電動勢。且大多數變壓器都用于在電力應用中增加或減小交流電的電壓。
[0004]對于大型電力變壓器，通過排列多個鐵心鋼疊片來組裝變壓器鐵心。且多個鐵心鋼疊片中的每一個都包括多個具有3 %至4%硅含量和0.23_至0.35_厚度的鋼板。
[0005]—般說來，這種大容量變壓器的疊片鐵心具有大約I，OOOmm的厚度或比I，OOOmm大的厚度。它因而需要堆疊幾千個0.23mm至0.35mm厚度的娃鋼板。而且，為了便于堆疊這些娃鋼板，根據制造需要，過去常在每個硅鋼板上鉆一個或多個孔。
[0006]圖1示出在形成用于大型電力變壓器的成品變壓器鐵心的組裝中的傳統變壓器鐵心100的示例。
[0007]此處，多個鐵心鋼疊片110、120、130和140被排列以接收更多的硅鋼板。
[0008]例如，當疊片鐵心完全組裝好時，則鐵心鋼疊片110可以為鐵心底部磁軛。且由于此，疊片130可以為鐵心頂部磁軛，而疊片120和140可以為連接鐵心底部磁軛和鐵心頂部磁軛的一對腿。
[0009]為了構造疊片鐵心100，這四個堆疊組裝的鐵心鋼疊片110、120、130和140通過各種手段結合在一起。
[0010]圖1并未給出如何組裝四個鐵心鋼疊片的細節。但在圖2A和2B中，鋼板211和221具有拼接接頭使得每個板的前端接至另一個板的前端。
[0011 ] 在圖1中，形成鐵心鋼疊片110、120、130和140的每一個鋼板中的每一個在其表面都分別具有至少一個預設尺寸的孔。例如，這些孔指示鋼板至第一鐵心鋼疊片110上的位置150和170的區域。
[0012]在組裝形成成品疊片形狀的同時，這些孔還保持其疊片處于恰當形狀。為了類似快速堆疊的目的，第二鐵心鋼疊片120由具有多個孔的鋼板組成。而且，這些孔具有20mm至30mm的平均直徑。
[0013]在圖1中，鋼板上描繪的多條箭頭線示出當電流流過纏繞在鐵心鋼疊片110、120、130和140上的繞組(未示出)時示例性的磁場的流。
[0014]此處，由于這些孔，磁通量在鋼板的整個表面上并不是很均勻。更確切來說，鄰近孔的磁通量線比遠離孔的其他區域的磁通量線更集中。而且，這樣變形的磁通量分布降低了變壓器的電氣性能。
[0015]如圖1所示，這些鉆孔占用了鋼板的材料使得減小了鐵心的疊層系數。此外，在每個鋼板上沖制堆疊孔時形成毛邊。
[0016]毛邊形成堆疊鋼板之間的間隙，從而造成鐵心的疊層系數減小。另外，當交流電(AC)流過纏繞在鐵心上的繞組時，具有堆疊孔的變壓器鐵心產生噪聲。每個堆疊鋼板之間的間隙使振動噪聲更大。
[0017]為了解決上述技術問題，本發明提出了一種利用中空容器覆蓋鐵心鋼疊片用于快速且安全地堆疊形成鐵心鋼疊片的多個的一個或多于一個鐵心鋼板材的方法。
[0018]然而，因為本方法僅消除了固定疊片的鋼板的孔的需要，所以部分有效。問題在于，使中空容器的形狀對應于變壓器鐵心鋼疊片的獨特形狀，例如大肚皮形狀，是一項困難且既耗時又耗成本的任務。
【發明內容】
[0019]本發明旨在解決上述問題。使用形狀保持架便于組裝鐵心鋼疊片。
[0020]此形狀保持架通過相應的導向槽固定或附接于疊片鐵心，使得導向槽不會減弱鐵心鋼疊片的期望的電磁特征。
[0021]附接于鐵心鋼疊片的一個或多個形狀保持架提高了疊片鐵心的疊層系數并減小了來自傳統孔的振動噪聲。這些保持架還有效防止因使用傳統變壓器鐵心帶來的溫度升尚O
[0022]此外，接受形狀保持架的相應的導向槽位于具有最弱強度的磁場強度的位置處。
[0023]因此，形狀保持架附接于導向槽有效地使由傳統堆疊孔導致的鋼板表面的磁通量密度變化最小化，從而提高變壓器性能。
[0024]本發明的示例性實施例提供了一種疊片變壓器鐵心，包括:多個鐵心鋼疊片;至少一個導向槽，其在形成多個鐵心鋼疊片中的每一個的鋼板的表面上;和至少一個形狀保持架，其附接于將多個鋼板接在一起的至少一個導向槽。
[0025]在這種情況下，至少一個導向槽形成于如下位置處:當電流流過疊片變壓器鐵心時，在所述位置處，鋼板的磁通量密度的任何變化被最小化。
[0026]在這種情況下，至少一個導向槽形成于疊片變壓器鐵心的外周側處。
[0027]在這種情況下，至少一個導向槽具有曲線形狀或多邊形形狀。
[0028]在這種情況下，導向槽的數量與其中形成有至少一個導向槽的每個鋼板的尺寸成比例。
[0029]在這種情況下，至少一個導向槽中的每一個都具有與形狀保持架的橫截面相同的形狀。
[0030]在這種情況下，形狀保持架與至少一個導向槽中的每一個能分離。
[0031]在這種情況下，形狀保持架的長度與多個鐵心鋼疊片中每一個的厚度成比例。
【附圖說明】
[0032]所包括的附圖提供了對本發明的進一步理解，其并入本說明書中且構成本說明書一部分，附圖中示出了示例性的實施例，并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0033]在附圖中:
[0034]圖1是示出傳統變壓器鐵心的示例的剖視圖；
[0035]圖2A是示出根據本發明的示例性實施例的變壓器的剖視圖；
[0036]圖2B是顯示根據本發明的變壓器的鋼板的接頭的剖視圖；
[0037]圖3是示出根據本發明的導向槽和形狀保持架的示例的剖視圖；以及
[0038]圖4是顯示根據本發明的堆疊變壓器鐵心的鋼板的工序的流程圖。
【具體實施方式】
[0039]下文中，將參考附圖詳細描述根據本發明的疊片變壓器鐵心結構及其制造方法。
[0040]參照圖2A，示出了根據本發明的示例性實施例的變壓器鐵心200。疊片變壓器鐵心200具有四個鐵心鋼疊片210、220、230和240。這四個鋼疊片210、220、230和240是由多個沿著變壓器鐵心200的厚度方向堆疊的薄鋼板制成。
[0041 ] 形狀保持架250、260、270和280分別植入四個鋼疊片210、220、230和240的邊緣的中部。形狀保持架250、260、270和280沿著變壓器鐵心200的厚度方向豎立或垂直于地面豎立。
[0042]這些形狀保持架的長度被設定為與鐵心鋼疊片210、220、230和240的厚度成比例，且可以根據其他技術需求來變化。
[0043]借助于形狀保持架250、260、270和280，將薄鋼板211、221、231和241快速堆疊在其相應的鐵心鋼疊片210、220、230和240上。并且，接合至部分組裝好的鐵心鋼疊片的形狀保持架，在形成鐵心200的完整形狀的同時，有助于保持鐵心處于其恰當形狀。
[0044]如圖2A所示，多個導向槽211&、221&、2313和2413可以排布在鋼板211、221、231和241的外緣處。它們的位置被限定在于使導向槽避開磁通流的路徑。因此，當電流流過纏繞在變壓器鐵心200上的繞組(未示出)時，能夠使由于孔(導向槽)而預期發生的磁場線密度的任何變化被最小化。也就是，導向槽占用鋼板中不影響原始通量密度的任意位置。
[0045]當鐵心在組裝中時，植入鐵心的保持架250、260、270和280能夠便于鋼板的安置和輕松組裝。形狀保持架250、260、270和280分別填入導向槽211a、221a、231a和241a。而且，這些被填充的槽能夠使慣常于由如上所述的堆疊孔引起的鋼板的磁通量密度的任何變化最小化。
[0046]作為本發明的示例，形狀保持架的材料可以與硅鋼板的材料相同。
[0047]作為本發明的示例，形狀保持架250、260、270和280可以與導向槽211a、221a、231a和241a能分離。
[0048]導向槽211a、221a、231a和241a的形狀和數量通過考慮諸如制造變壓器鐵心的容易性、變壓器噪聲的降低，以及磁通量密度的變化的因素來確定。
[0049]導向槽的數量可以與在其中待形成導向槽的鋼板的面積成比例。導向槽的數量還通過考慮鐵心的鐵心鋼疊片210、220、230和240的寬度，鐵心200的高度等來確定。
[0050]形狀保持架250、260、270和280的長度通過用戶的技術需求確定。
[0051 ]如圖2B所示，鋼板211、221、231和241可以具有拼接接頭使得每一個鋼板的前端能夠接合至另一個鋼板的前端。
[0052]圖3示出如本發明實施例的形成在鋼板中的導向槽的形狀和附接于導向槽的形狀保持架的形狀。
[0053]作為本發明的示例性實施例，變壓器鐵心200的鋼板300具有楔形的形狀保持架320和接受楔形的形狀保持架320的插入的楔形的導向槽310。
[0054]在本發明另一示例性實施例中，變壓器鐵心200的鋼板300具有矩形的形狀保持架350和接受矩形的形狀保持架350的插入的矩形的導向槽340。
[0055]然而，導向槽的形狀以及形狀保持架和導向槽的形狀并不局限于上述形狀。也就是，根據其他技術需求，鋼板中的導向槽可以形成曲線形狀，而附接于曲線的導向槽的形狀保持架可以具有相同的曲線形狀。
[0056]—個或多個導向槽可以具有基于在其中形成導向槽的鋼板的面積的上述具體形狀。另外，根據本發明的形狀保持架可以由容易制造的材料制成。
[0057]圖4顯示制成根據本發明的變壓器鐵心的工序。
[0058]第一步驟為步驟S1:在形成變壓器鐵心200的多個鋼板上形成一個或多個導向槽。導向槽形成于當電流流動于成品變壓器鐵心200中時給第一個鋼板的磁通量密度帶來最小影響的一個或多個區域中。導向槽的形狀和數量通過考慮包括鐵心的制造的簡易性、變壓器噪聲的降低，以及鐵心的疊層系數的提高的技術問題來確定。
[0059]第二步驟為步驟S2:組裝形狀保持架和多個鋼板中的第一鋼板。當形狀保持架插入導向槽時，鋼板的整個表面可以是平面的。因此，可以除去鋼板上的定向導致磁通量密度的不均勻性的孔。形狀保持架可以由允許形狀保持架的長度被輕松調整而與鐵心體對齊的材料制成。
[0060]第三步驟為步驟S3:通過與地面垂直豎立的形狀保持架將多個鋼板中的第二鋼板堆疊在第一鋼板上。通過使用形狀保持架，可以顯著省時地制造變壓器鐵心。
[0061]第四步驟為步驟S4:繼續堆疊鋼板以形成成品變壓器鐵心。
【主權項】
1.一種疊片變壓器鐵心，包括: 多個鐵心鋼置片； 至少一個導向槽，其在形成所述多個鐵心鋼疊片中的每一個的鋼板的表面上； 至少一個形狀保持架，其附接于將多個所述鋼板接到一起的所述至少一個導向槽。2.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中所述至少一個導向槽形成于如下位置處:當電流流過所述疊片變壓器鐵心時，在所述位置處所述鋼板的磁通量密度的任何變化被最小化。3.如權利要求2中所述的疊片變壓器鐵心，其中所述至少一個導向槽形成于所述疊片變壓器鐵心的外周側。4.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中所述至少一個導向槽具有曲線形狀或多邊形形狀。5.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中導向槽的數量與在其中形成所述至少一個導向槽的每一個鋼板的尺寸成比例。6.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中所述至少一個導向槽中的每一個具有與所述形狀保持架的橫截面相同的形狀。7.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中所述形狀保持架與所述至少一個導向槽中的每一個能分離。8.如權利要求1所述的疊片變壓器鐵心，其中所述形狀保持架的長度與所述多個鐵心鋼疊片中的每一個的厚度成比例。
【文檔編號】H01F27/245GK106067367SQ201610300887
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月15日 公開號201610300887.5, CN 106067367 A, CN 106067367A, CN 201610300887, CN-A-106067367, CN106067367 A, CN106067367A, CN201610300887, CN201610300887.5
【發明人】李昇昱
【申請人】Ls產電株式會社