專利名稱：卷鐵芯變壓器及其鐵芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)制造領(lǐng)域，特別是涉及一種用于巻鐵芯變壓器的鐵芯。本實
用新型還涉及一種包括上述鐵芯的巻鐵芯變壓器。
背景技術(shù)：
變壓器廣泛應(yīng)用于電力、冶金、化工行業(yè)，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，市場對 于變壓器的需求日益增大，不僅要求其性能穩(wěn)定、運行安全，而且要求其效率高，低損耗已 成為變壓器的一個重要設(shè)計目標(biāo)。 開發(fā)低損耗變壓器的主要手段是采用新材料，應(yīng)用新結(jié)構(gòu)和新工藝。眾所周知，新 材料的開發(fā)很難在較短的時間內(nèi)取得較好的開發(fā)效果；而變壓器的結(jié)構(gòu)經(jīng)過多年優(yōu)化，也 很難在短期內(nèi)使其結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化；所以，想開發(fā)出損耗更低的變壓器，需要在制造工藝 上找解決方案。 巻鐵芯變壓器的鐵芯是用硅鋼片等鐵芯材料連續(xù)巻制而成，其能保證磁通流通方 向與硅鋼帶的晶粒取向一致，使材料的優(yōu)良性能得到完全發(fā)揮，從而讓變壓器的鐵損降低。 因此，巻鐵芯變壓器在變壓器行業(yè)中得到廣大業(yè)內(nèi)人士的認可。 請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的巻鐵芯三相三柱式變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。 將巻鐵芯技術(shù)推廣到三相變壓器，可制成三相三柱式變壓器鐵芯，它由兩個相同 的內(nèi)框1和一個外框2組成，每一鐵芯柱都由兩個不同的框柱組成。 巻鐵芯變壓器通電后，磁通在各鐵芯里流動，因為鐵芯本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁 力線的平面上就會感應(yīng)電勢，這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，使變壓 器的損耗增加，且鐵芯里的磁阻越大，變壓器的損耗越大。但封閉式巻鐵芯制造時繞線麻 煩，工藝復(fù)雜，無法維修。因此，巻鐵芯變壓器在我國變壓器行業(yè)中得不到大力推廣。 請參考圖2和圖3，圖2為現(xiàn)有技術(shù)中鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示鐵芯的 左視示意圖。 為了簡化巻鐵芯變壓器的制作工藝，提高巻鐵芯的可維護性，日、韓、美等發(fā)達國 家采用開口式鐵芯形成巻鐵芯變壓器，其制造工藝為鐵芯3巻制完成后，先沿其軸線方向 切開一條直線形縫隙4，然后將繞制好的導(dǎo)線包(圖中未示出)從該縫套在鐵芯3上，完成 器身裝配。從而有效簡化繞線操作，解決了在巻鐵芯上直接繞線和無法維修的缺陷。 相對于封閉式巻鐵芯變壓器，開口式變壓器的制造工序相對簡單，但是因為鐵芯 是通過直線形拼接的方式形成，使鐵芯磁阻增加，從而引起巻鐵芯的鐵損增加，使巻鐵芯變 壓器的效率降低。 如何降低鐵芯拼接面間的磁阻，降低巻鐵芯變壓器的損耗，從而提高巻鐵芯變壓 器的效率，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于巻鐵芯變壓器的鐵芯，該鐵芯工作時磁阻較小，利用該鐵芯制作的巻鐵芯變壓器能有效降低巻鐵芯變壓器的鐵損，從而提高巻鐵芯變
壓器的工作效率。本實用新型還提供一種包括上述鐵芯的巻鐵芯變壓器。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種鐵芯，用于巻鐵芯變壓器，該鐵芯利用
鐵芯材料巻制而成，且該鐵芯沿其厚度延伸的方向具有拼接縫，所述拼接縫為彎曲形縫。 優(yōu)選地，所述彎曲形縫為鋸齒形縫。 優(yōu)選地，所述鋸齒形縫中，相鄰的鋸齒邊形成60度夾角。 優(yōu)選地，所述鐵芯采用至少兩片鐵芯材料首尾相接并巻制而成，相鄰所述鐵芯材料通過彎曲形縫拼接。 本實用新型還提供一種巻鐵芯變壓器，包括上述任意一項所述的鐵芯。 本實用新型提供的鐵芯，其拼接處采用彎曲形縫隙連接在一起，使拼接處的拼接
面積顯著增加，由于經(jīng)過拼接面的磁力線數(shù)目是一定的，其接觸面積增加勢必導(dǎo)致經(jīng)過拼
接面的磁力線密度減小，從而有效降低鐵芯拼接面間的磁阻，進而鐵芯的鐵損，降低鐵芯的
空載損耗。 在一種優(yōu)選的實施方式中，制作所述鐵芯的材料為非晶合金。由于非晶合金材料具有優(yōu)越的導(dǎo)磁性，更易于以極少能耗磁化或消磁。因此，用非晶合金材料制作的鐵芯的空載損耗更小，利用該鐵芯制作的巻鐵芯變壓器的工作效率更高。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的巻鐵芯三相三柱式變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2所示鐵芯的左視示意圖； 圖4為本實用新型所提供鐵芯一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4所示鐵芯的左視示意圖； 圖6為本實用新型所提供拼接面一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為本實用新型所提供拼接面另一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本實用新型所提供三相三柱式變壓器一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式本實用新型的核心是提供一種鐵芯，該鐵芯工作時磁阻較小，利用該鐵芯制作的開口式巻鐵芯變壓器能有效降低巻鐵芯變壓器的鐵損，從而提高巻鐵芯變壓器的工作效率。本實用新型還提供一種包括上述鐵芯的巻鐵芯變壓器。 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。[0030] 為便于說明，先將有關(guān)術(shù)語解釋如下 變壓器由套在一個閉合鐵芯上的兩個或多個線圈(繞組)組成。其中，鐵芯是變壓器中電磁感應(yīng)所需的主要磁路，通常由含硅量較高，表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊裝而成，片間用絕緣漆隔開；繞組是變壓器的電路部分，它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。[0032] 變壓器的鐵損當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯里流動，因為鐵芯本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會感應(yīng)電勢，這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個旋渦所以稱為"渦流"。這個"渦流"使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱變壓器的溫升增加。變壓器的鐵損大部分由"渦流"產(chǎn)生的損耗形成。
變壓器的空載損耗主要由"鐵損"和"銅損"形成。 在工程計算中，變壓器的鐵損是鐵芯重量、單位鐵損和工藝系數(shù)的乘積，單位鐵損是制造鐵芯的材料本身的一個性質(zhì)，工藝系數(shù)的大小與變壓器的磁阻相關(guān)，磁阻越大，單位鐵損越大，而且隨磁阻的增加，單位鐵損的增加率也明顯變大。 本實用新型提供的巻鐵芯變壓器，其鐵芯5的拼接面為彎曲形面，相對于直線拼接來說，采用彎曲形拼接面使其拼接面積大幅度增加。由于單位鐵損的大小和磁阻相關(guān)，磁阻越大，單位鐵損越大；反之，磁阻越小，單位鐵損越小。當(dāng)拼接面積增大，拼接面上的磁阻減小，從而使鐵芯5的單位鐵損減小，巻鐵芯變壓器的空載損耗減小，變壓器的工作效率增加。 需要說明的是，本文所述的彎曲形拼接縫，顯然是有別于直線形拼接縫，只要其位于同一側(cè)鐵芯縫隙兩端端點的連線與該拼接縫不在一條直線上，都應(yīng)該屬于本文所述的彎曲形拼接縫。 請參考圖4和圖5，圖4為本實用新型所提供鐵芯一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4中所示鐵芯的左視示意圖。 在一個具體的實施例中，上文所述的拼接縫6為鋸齒形，其相鄰鋸齒邊的夾角為a 。鋸齒形拼接縫能有效大幅度提高兩拼接面之間的拼接面積，從而有效降低了磁阻，進而降低了變壓器的鐵損。同時，鋸齒形拼接縫在生活中較為常見，在加工形成該縫時也較容易完成，故采用鋸齒形的拼接縫能有效降低工藝難度，提高加工效率，降低加工成本。[0039] 請參考圖6，圖6為本實用新型所提供拼接面一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0040] 具體地說，鐵芯5的拼接縫6中，兩個相鄰鋸齒邊的夾角a的大小可以為0° -180°角中的任意一個角度，但是，由幾何常識可知，當(dāng)兩鄰鋸齒邊的夾角越小，拼接縫6間的拼接面積越大，使鐵芯5的磁阻越??；但是，夾角越小，拼接縫6的制作越復(fù)雜，加工成本越高。經(jīng)過實驗得出，當(dāng)夾角a的夾角為6(T時，鐵芯5的拼接面積較大，拼接縫6的制作工藝也相對簡單，生產(chǎn)成本也相對較低，有利于制作性價比較高的鐵芯。[0041] 請參考圖7，圖7為本實用新型所提供拼接面另一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0042] 拼接縫6可以是鋸齒形，但是顯然不能僅局限于鋸齒形，由其它具有非直線性拼接縫6(比如圖7所示的彎曲弧形)的拼接方式也是可以的。只要不采用直線形的拼接方式，其它形狀拼接的拼接面積都將大于用直線形拼接的拼接面積，使采用彎曲形拼接面拼接的鐵芯5的磁阻小于直線拼接的磁阻。從而使鐵芯5的損耗減少，變壓器的效率提高。[0043] 請參考圖8，圖8為本實用新型所提供三相三柱式變壓器一個具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 在一個具體的實施例中，在三相三柱式變壓器中采用彎曲形的拼接縫6能進一步增大拼接面的面積，減小經(jīng)過該拼接面的磁阻，使變壓器的鐵損進一步減小，變壓器的效率進一步提高。 可以對上文所述巻鐵芯變壓器作進一步的改進。 鐵芯在巻制過程中，為了盡可能地減小磁阻，使變壓器的鐵損降低，在生產(chǎn)鐵芯時希望能采用一根完整的鐵芯材料(比如說硅鋼片或者非晶合金)巻制形成，但是這樣容易導(dǎo)致鐵芯材料浪費，增加生產(chǎn)成本。 為了提高鐵芯材料的利用率，降低鐵芯的生產(chǎn)成本，可以采用將兩根或者兩根以上的鐵芯材料拼接在一起，并將相鄰鐵芯材料通過彎曲形結(jié)構(gòu)拼接。其拼接形式與上述鐵芯拼接形式一致，在此不再贅述。這樣，既可以減少制作材料浪費，降低生產(chǎn)成本；又能有效降低鐵芯產(chǎn)生的鐵損。 除了上述鐵芯，本實用新型還提供一種巻鐵芯變壓器，該巻鐵芯變壓器其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。
以上對本實用新型所提供的巻鐵芯變壓器及其鐵芯進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用
了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在
不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種鐵芯，用于卷鐵芯變壓器，該鐵芯利用鐵芯材料卷制而成，且沿其厚度延伸的方向具有拼接縫，其特征在于，所述拼接縫為彎曲形縫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵芯，其特征在于，所述彎曲形縫為鋸齒形縫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵芯，其特征在于，所述鋸齒形縫中，相鄰的鋸齒邊形成60度夾角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的鐵芯，其特征在于，所述鐵芯采用至少兩片鐵芯材料首尾相接并巻制而成，相鄰所述鐵芯材料通過彎曲形縫拼接。
5. —種巻鐵芯變壓器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至4任意一項所述的鐵芯。
專利摘要本實用新型公開了一種用于卷鐵芯變壓器的鐵芯，該鐵芯利用鐵芯材料卷制而成，且該鐵芯沿其厚度延伸的方向具有拼接縫，所述拼接縫為彎曲形縫。由彎曲形拼接縫連接的鐵芯，其拼接處的面積顯著增加，使鐵芯的磁阻顯著減小；由該鐵芯形成的開口式卷鐵芯變壓器能有效降低鐵芯拼接面間的磁阻，明顯降低了卷鐵芯變壓器的鐵損，從而降低了卷鐵芯變壓器的空載損耗，提高了該卷鐵芯變壓器的效率。本實用新型還公開了一種包括上述鐵芯的卷鐵芯變壓器，其工作效率較高。
文檔編號H01F41/02GK201540804SQ20092016195
公開日2010年8月4日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者鄭子祥 申請人:鄭子祥