專利名稱：繞組基本為矩形的無定形金屬變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與變壓器有關(guān)，更具體地說，是與一種干式配電變壓器有關(guān)，該變壓器具有一個繞線的無定形金屬鐵芯和一個樹脂封裝的基本為矩形的繞組。
普通干式配電變壓器具有一個圓形式環(huán)形開放式繞組，和一個繞制型或疊層型硅鋼片或無定形金屬鐵芯。變壓器鐵芯通常為矩形，構(gòu)成一個矩形窗以安放繞組。環(huán)形形狀的繞組往往使得鐵芯和繞組之間相對鐵芯窗口而言不相匹配，也即矩形窗口的形狀與處于其中的繞組截面形狀不相匹配。這種鐵芯和繞組之間的失配將使變壓器的體積和制造成本比匹配良好的變壓器增加很多。
配電變壓器中的繞制鐵芯，不論是硅鋼片的還是無定形鋼的，其截面都是矩形，與圓形繞組不一致。而疊層型硅鋼片變壓器鐵芯可以是十字形截面，與繞組的環(huán)形形狀比較匹配。由于將無定形的金屬條鑄成或切削成不同的寬度費用很高，要將疊層型無定形金屬鐵芯做成十字形截面是不現(xiàn)實的。因此，在制成的具有無定形金屬鐵芯的干式配電變壓器(不管是繞制型還是疊層型)中，鐵芯的截面形狀(矩形)與繞組的形狀(圓形)不相匹配。繞組材料的利用既不經(jīng)濟(jì)，同時變壓器體積也太大。
配電變壓器可能要安裝在各種場地中，且可能要承受極其惡劣的環(huán)境條件，例如微粒(灰塵和臟物等)，濕氣，腐蝕性物質(zhì)等，它們對變壓器的使用壽命和性能都會產(chǎn)生有害的影響。開放式繞組對于這類嚴(yán)苛環(huán)境的影響沒有任何防護(hù)作用。
本發(fā)明提供一種具有繞制型無定形金屬鐵芯和用樹脂封裝的基本為矩形的繞組的干式配電變壓器。鐵芯的基本為矩形的橫截面與樹脂封裝的大致為矩形的繞組嚴(yán)格匹配。由于繞組形狀與鐵芯截面相匹配，這種干式無定形金屬配電變壓器比之通常的圓形或環(huán)形繞組變壓器，制造成本較低，電阻較小，損耗也小，所需的繞制繞組的材料較少，而且結(jié)構(gòu)更緊湊。
一般來說，干式配電變壓器包含一個用樹脂封裝的具有一段平直部分的基本為矩形的繞組，和一個無定形金屬鐵芯，其中形成一個基本為矩形的鐵芯窗。繞組和鐵芯的尺寸和形狀做得使繞組平直部分的形狀與鐵芯窗的形狀基本一致。當(dāng)把繞組和鐵芯組裝成一個配電變壓器時，繞組基本平直的部分處于鐵芯窗內(nèi)。采用樹脂封裝可使繞組不受嚴(yán)苛環(huán)境條件的影響，保護(hù)繞組的絕緣系統(tǒng)，改善繞組在短路情況下的強(qiáng)度，且由于給繞組外表面提供了一個光滑而均勻的表面，使得空氣(強(qiáng)制的或?qū)α鞯?能容易而流暢地流過，因而繞組的冷卻特性也得到改善。
本發(fā)明的干式配電變壓器的優(yōu)點是耐用而結(jié)實。繞組和鐵芯材料都很節(jié)省，從而大大降低了制造成本的變壓器尺寸。這些特征是對配電變壓器的尺寸、價格和性能要求高的用戶所特別希望的。
通過下面結(jié)合附圖動作的詳細(xì)說明，可以對本發(fā)明有更完整的了解，且其優(yōu)點也將更加明確，各附圖中相同的數(shù)字表示類似的元件，其中

圖1A是按本發(fā)明構(gòu)造的殼式單相變壓器的正視圖，圖中已將繞組局部剖開；圖1B是沿圖1A的B-B線的剖面圖；圖2A是按本發(fā)明構(gòu)造的鐵芯型單相變壓器的正視圖；圖2B是沿圖2A的B-B線的剖面圖；圖3A是按本發(fā)明構(gòu)造的三相變壓器的正視圖；圖3B是沿圖3A的B-B線的剖面圖；圖4是按本發(fā)明將一個基本為矩形的低壓繞組繞在一個矩形芯軸上的透視圖；圖5是按本發(fā)明將一個基本為矩形的高壓繞組繞在一個矩形芯軸上的透視圖；圖6是按本發(fā)明用來封裝基本為矩形的繞組的一個環(huán)氧樹脂密閉殼的透視圖；圖7是圖6的環(huán)氧樹脂密閉殼的頂視圖，圖中有一個基本為矩形的繞組裝在殼體內(nèi)。
圖8是按本發(fā)明構(gòu)造的用來封裝繞組的封裝系統(tǒng)方框圖。
圖1A和圖2A為本發(fā)明第一實施例的兩種型式殼式單相配電變壓器(圖1A)和鐵芯型單相配電變壓器(圖2A)。殼式單相變壓器包含一個樹脂封裝的基本為矩形的繞組40和兩個無定形金屬鐵芯20。鐵芯型單相變壓器10包含兩個樹脂封裝的基本為矩形的繞組40和一個無定形金屬鐵芯20。圖3A是本發(fā)明的第二種實施例。此例中殼式三相配電變壓器10包括三個樹脂封裝的基本為矩形的繞組40和兩個無定形金屬鐵芯20。雖然下面的詳細(xì)說明是針對殼式單相變壓器的，但熟行人明白它對圖2A,2B,3A和3B所示的芯型單相和殼式三相變壓器同樣適用。另外，業(yè)內(nèi)人士顯而易見本發(fā)明及下面對它的詳細(xì)說明也適用于其它各種干式配電變壓器結(jié)構(gòu)和設(shè)計。因此，以下對殼式單相變壓器所作的說明應(yīng)該當(dāng)作一個示例而不僅僅局限于此。
這里所用的術(shù)語“無定形金屬”和“無定形金屬合金”是指基本沒有長程排序的金屬合金，其特征要用X射線衍射強(qiáng)度的峰值來表征，定性上它與對液體或無機(jī)氧化玻璃所觀察到的峰值相似。
無定形金屬合金非常適合用來制造鐵芯20，因為它們具有以下綜合特性(a)低磁滯損耗；(b)低渦流損耗；(c)低矯頑力；(d)高磁導(dǎo)率；(e)高飽和值；(f)磁導(dǎo)率隨溫度的變化非常小。X射線衍射測定，這類合金至少有50％左右是無定形的。較好的無定形金屬合金包括那些結(jié)構(gòu)成份為M60-90T0-15X10-25的合金，其中M是元素鐵、鈷、鎳、中至少一種，T是速度金屬元素中至少一種，X是非金屬元素磷硼和碳中至少一種。X中碳、磷和(或)硼的80％以下可以用鋁、銻、鈹、鍺、銦、硅和錫來代替。這類無定形金屬合金用作磁裝置的鐵芯，比普通使用的多晶金屬合金在性能上要好得多。我們希望這類無定形合金帶至少有80％的無定形態(tài)，最好是有95％以上的無定形態(tài)。
制造用作鐵芯20的無定形合金時，希望以大約106℃/秒的速率將熔融液冷卻。加工快速淬火的連續(xù)無定形金屬帶有多種大家都熟悉的方法。用作無定形金屬變壓器的磁芯時，鐵芯20的帶狀材料一般是卷帶的形式。將熔融材料直接澆鑄一個激冷表面上或某種淬火媒質(zhì)中，就能很方便地制成這種帶狀材料。這種工藝過程可以大大降低制造成本，因為不需要經(jīng)過中間拉絲或卷帶的步驟。
適于制造鐵芯的無定形金屬合金具有較高的抗張強(qiáng)度，一般在20,000至600,000磅/英寸2之間，根據(jù)組份不同而異。而用于退火狀態(tài)下的多晶合金一般是在40,000至80,000磅/英寸2的范圍內(nèi)。對于存在高離心力的應(yīng)用場合，具有高抗張強(qiáng)度是很重要的，因為強(qiáng)度較高的合金能延長變壓器的使用壽命。
此外，用來制造鐵芯20的無定形金屬合金具有高的電阻率，在25℃時大約在160至180微歐-厘米的范圍，依組份不同而異。以前常用的材料的電阻率為45至160微歐-厘米。上述無定形金屬合金具有高電阻率這一點對用于交流狀態(tài)下減小渦流損耗是很有益的，同時這也是使鐵芯損耗降低的一個因素。
采用無定形金屬合金來制造鐵芯20的另一個優(yōu)點是其矯頑力比金屬含量基本相同的過去的一些材料要低，因此鐵芯20中可以使用更多的比較便宜的鐵，而不需要使用比例較大的較昂貴的鎳。
制作鐵芯20時是在一個芯軸(未畫出)上繞上連續(xù)幾圈，使帶狀材料處在拉伸的狀態(tài)而被拉緊。圈數(shù)根據(jù)所要求的每個鐵芯20的尺寸來選定。鐵芯20的帶狀材料的厚度建議在1至2密耳之間。由于這兒所用的無定形金屬合金的抗張強(qiáng)度比較高，所以可以采用1至2密耳厚的帶狀材料而不至于斷裂。帶狀材料比較薄將使有效電阻率增加，因為每單位徑向長度的邊界很多，而渦流必須流過這些邊界。
讓我們來繼續(xù)看圖1A和1B，一個殼式單相配電變壓器10包括一個鐵芯-繞組組合12，它是由兩個無定形金屬鐵芯20和一個經(jīng)過封裝的大致為矩形的繞組40組成的。變壓器10還包括一個底座30和頂座34，其上分別有底部和頂部繞組支座32和36，鐵芯-繞組組合12就安裝在這兩個座之間。每個鐵芯20最好由幾個無定形金屬帶或?qū)?8繞成，其橫截面大致為矩形(見圖1B)。每個鐵芯20有兩條長邊24和兩條短邊26，它們共同構(gòu)成一個大概為矩形的鐵芯窗22，本發(fā)明的大致為矩形的繞組40的基本平直的中間段52就處在這個窗內(nèi)。我們定義窗的邊長比，即鐵芯20長短邊24,26之比為窗高(即長邊24)與窗寬(即短邊26)之比，其值最好在大約3.5比1至4.5比1之間。這種優(yōu)選的鐵芯結(jié)構(gòu)使得制造鐵芯20所需的繞制無定形金屬帶或?qū)?8最少，從而使得繞組40中的溫度損度較低。沿長邊24加有幾層樹脂(未畫出)以支持鐵芯20的高度。開始一層樹脂最好是較柔順的并滲入構(gòu)成鐵芯20的各無定形金屬帶或?qū)?8之間。以后各層樹脂一般要比較緊固些，以使鐵芯20的長邊24具有需要的強(qiáng)度。鐵芯20最好采用化學(xué)式為Fe80B11Si9的無定形金屬帶來制造，這種金屬帶可從AlliedSignal公司買到，其商品牌號為METGLAS合金SA-1。
本發(fā)明所要求的繞組40的形狀一般為矩形。但是其它的幾何形狀也可以考慮，只要它包含一個基本上平直的中間段52，且此段的尺寸和形狀應(yīng)能放進(jìn)鐵芯20的大致為矩形的窗22內(nèi)。例如，繞組40不處在鐵芯窗22內(nèi)的末端段54可以是圓形，而通過并處在鐵芯窗內(nèi)的中段52大致為平直段，也即一個中間部分大致平直的橢圓形。
從圖1B能較清楚地看到，本發(fā)明的大致為矩形的繞組40由一些繞組繞線42組成，繞線與絕緣材料44，以及一些有選擇性地放置的冷卻導(dǎo)管隔墊46(見圖4和圖5)一起繞制。在制作大致為矩形的繞組40時，將繞組元件(例如繞線42和絕緣材料44)繞在一個矩形繞線芯軸60(見圖4和5)上，交替地把繞線42和絕緣材料44繞成一些同心層。在一種優(yōu)選實施例中，絕緣材料44構(gòu)成繞好的繞組40的最內(nèi)層和最外層，并在相鄰的繞組繞線42間提供電絕緣。當(dāng)把矩形繞線芯軸60取走后，沿繞組40的縱向就形成一個基本上為矩形的繞組孔56。
因為繞組的線材一般是以卷軸的形式供應(yīng)的，在繞組40纏繞后材料能保持一個彎曲半徑，使得繞組因線材的慣性而成彎曲狀或近似的橢圓形。不過這也帶來一些缺陷，即使繞組尤其是其要求較平直的中間段52的制造尺寸增加，而且使得繞組大到很難裝到鐵芯上。因此需要保證當(dāng)繞組從繞組芯軸60取下后其繞線42(及整個繞組40)基本保持矩形。本發(fā)明提供的一個解決辦法是在繞組繞線42之間用浸有樹脂的牛皮紙作為絕緣材料44。樹脂與繞組線卷42相粘接，干了之后使線卷42具有一定的剛度，以減少線材的彎曲傾向。另一種解決辦法是讓線卷62的形狀包含金屬角64(見圖4和5)，以在繞組線卷42中形成角，并將繞組40繞在芯軸60上。第三種解決方案是在把線材繞到芯軸上時用木塊和尼龍槌將繞組敲成大致為矩形的形狀。還有一種方法是讓繞組40留在芯軸60上，并在繞組40全部繞完進(jìn)行封裝之前壓緊處在壓板之間的繞組長腿。最后一種方法除能使繞組40大致成為矩形外，還能進(jìn)一步壓緊繞組40的長腿，從而最大限度地減少應(yīng)盡可能避免在繞線42和絕緣物料44之間產(chǎn)生疊合的區(qū)段(即基本為平直的中間段52)內(nèi)的疊合現(xiàn)象。
為進(jìn)一步減小制成繞組40的尺寸，在繞組基本平直的中段52將不放置冷卻管墊塊46(因而不安放冷卻導(dǎo)管58)。這比要求沿周邊有連續(xù)冷卻管的圓形或環(huán)狀繞組有著明顯的優(yōu)點。因此，只在基本為矩形的繞組40的末端54配上沿周邊不連續(xù)的冷卻管，它由在選定位置安放的墊塊46來定位。
絕緣材料44散布在繞組繞線42相鄰各層之間，以提供電絕緣并構(gòu)成繞組40的最內(nèi)層和最外層(不考慮下面要談到的樹脂封裝)。在一種優(yōu)選實施例中，絕緣材料44是一張或幾張芳族紙，為杜邦公司的Nomex牌紙。業(yè)內(nèi)人士很清楚，可以采用其它各種絕緣材料而不會背離本發(fā)明的精神和目的。
建議將絕緣材料的最內(nèi)層和最外層向繞組40的縱向端面以外延伸12mm左右。此外，處于冷卻管導(dǎo)墊塊46每一邊的絕緣材料44也伸過繞組40端部約12mm。用很稠的環(huán)氧樹脂(例如Magnolia公司生產(chǎn)的零件號為3126,A/B的樹脂)將這些延伸的絕緣材料44灌封起來。這些用樹脂粘合的延伸絕緣材料層44在繞組40的封裝過程中(下面要詳述)用來包住尚未固化的樹脂。
干式配電變壓器的冷卻可以通過空氣對流或強(qiáng)迫空氣冷卻來實現(xiàn)。因此在各繞組繞線之間需要有冷卻導(dǎo)管58以讓空氣在其間流通。可將冷卻導(dǎo)管的隔墊46隨著繞組40的繞制加進(jìn)繞組繞線42之間，并在繞組40被封裝后將隔墊取走(下面會更詳細(xì)談到)。因為希望對繞組40的繞線尺寸加以控制以使它能裝入鐵芯20的鐵芯窗22內(nèi)。最好只把冷卻導(dǎo)管隔墊46放置在組裝變壓器時不處于鐵芯窗22內(nèi)的那些繞組40的區(qū)段(即繞組40縱向的最遠(yuǎn)端，如圖1B所清楚顯示的那樣)。因此繞組40處在鐵芯22內(nèi)的那部分尺寸就受到控制，使得繞組40的尺寸可以較小(或者較窄)，這也使得配電變壓器的尺寸較小。由于本發(fā)明中的繞組基本為矩形，我們可以采用沿矩形繞組周邊不連續(xù)的冷卻導(dǎo)管58?？紤]到冷卻導(dǎo)管58會使繞組的尺寸增大這一事實(這對繞組基本平直的中段52是特別不希望的)，顯然需要有選擇地安放冷卻導(dǎo)管58并沿周邊提供不連續(xù)的冷卻導(dǎo)管58。由于本發(fā)明的繞組40基本為矩形而使四條邊的輪廓清晰(而圓形或環(huán)形繞組做不到)，因而可以在繞組40的末段54有選擇地安放冷卻導(dǎo)管58。
對于通常用在配電變壓器次級繞線的低壓繞組，其繞線42是由一張或幾張鋁箔或銅箔構(gòu)成的(見圖4)。而對于通常用在配電變壓器初級繞線的高壓繞組，其繞線42是由橫截面為矩形或圓形的銅線構(gòu)成的(見圖5)。無論是低壓還是高壓繞組，都是把繞組40繞在一個矩形芯軸60上，最好與一個繞線模子62一塊用，該模子具有金屬角64，其形狀是預(yù)先確定好的。本發(fā)明的基本為矩形的繞組40可以是只有一個低壓繞組或一個高壓繞組，也可能包含低壓和高壓兩個繞組。下面將會詳細(xì)談到，繞好的繞組40完全由環(huán)氧樹脂層50所包住并密封。
圖4和圖5為按本發(fā)明構(gòu)成的分別用于低壓和高壓的基本為矩形的繞組40。圖4所示的低壓繞組是將一個繞組繞線42(例如一張銅或鋁箔)繞在一個基本為矩形的繞線芯軸60上而制成的。為使繞線42各相鄰層之間電絕緣，在層間插入絕緣材料44。絕緣材料44組成繞好的繞組40的最內(nèi)和最外層。通過當(dāng)繞制繞組40時在繞線42之間加上冷卻導(dǎo)管隔墊46來給繞組40提供冷卻導(dǎo)管58。繞組40封裝好之后將隔墊46取出，由取走的隔墊46所形成的空腔就是冷卻導(dǎo)管58。圖5所示的高壓繞組40的制造方法與圖4的低壓繞組40相似，所不同的是這時繞組繞線42是一條矩形或圓形銅線，它按螺旋形或盤形繞在矩形芯軸60上。
如圖6所示，本發(fā)明的繞組40是用一個容器70封裝在環(huán)氧樹脂層50中。容器70由一個容器外殼72(分為第一和第二兩半72a和72b)，一個容器芯子74，和一個容器底座76組成。容器芯子74也可以是由第一和第二兩半74a和74b組成，或者可以由矩形繞線芯軸60組成，本發(fā)明的基本為矩形的繞組40就繞制在這個芯軸上。裝在第一和第二兩半72a和72b上的支架78可用來在封裝過程中將這兩半聯(lián)在一起。
現(xiàn)在我們參照圖6,7,8來詳細(xì)討論封裝過程。繞好的繞組40安放在容器70內(nèi)，容器最好高出繞組40頂端100mm左右，以允許環(huán)氧樹脂固化后產(chǎn)生收縮。然后把容器70和繞組40裝入一個與真空源82和環(huán)氧樹脂源84相連的真空室80內(nèi)。通過真空源對室80排氣至150乇左右。將一種低粘度環(huán)氧樹脂，例如Magnolia公司的牌號為111-047,A/B的雙酚類A型環(huán)氧樹脂，注入容器70直至將它全部注滿。當(dāng)環(huán)氧樹脂注到容器70的頂端時，將真空室80進(jìn)一步抽空約20乇。如果在容器80內(nèi)的壓力產(chǎn)生上述改變的過程中環(huán)氧樹脂下降，則再向容器70內(nèi)注入一些環(huán)氧樹脂。一旦容器70內(nèi)充滿了環(huán)氧樹脂且環(huán)氧樹脂面在容器70內(nèi)視定后，環(huán)氧樹脂就開始固化而產(chǎn)生一個環(huán)氧樹脂層50，完全收繞組40包圍并密封起來。等環(huán)氧樹脂固化后，將繞組40從容器70中取出，同時將冷卻導(dǎo)管隔墊46從繞組40中取出。
現(xiàn)在可以將由樹脂封裝的基本為矩形的繞組40與繞制的無定形金屬芯20裝在一起，此金屬芯的橫截面基本為矩形，且有一個基本上為矩形的鐵芯窗22。繞組40的基本上平直的部分52安放在鐵芯窗22內(nèi)且與窗22的尺寸和形狀基本吻合。
因此，本發(fā)明提供一種干式配電變壓器，它包括一個截面基本為矩形的繞制無定形金屬鐵芯，和一個基本為矩形的由樹脂封裝的繞組。由于經(jīng)過封裝繞組的外表面變得光滑、均勻、空氣(無論是強(qiáng)迫的或?qū)α鞯?可以流暢地通過， 因此，可以防止繞組受嚴(yán)苛環(huán)境條件的侵害，繞組的絕緣系統(tǒng)受到保護(hù)，繞組在短路狀態(tài)下的強(qiáng)度得以提高，同時繞組的冷卻特性也得到了改善。另外，由于繞組的形狀與鐵芯截面的形狀相匹配，本發(fā)明所提供的干式無定形金屬配電變壓器比起以往的具有普通圓形或環(huán)形繞組的變壓器來說，制造成本較低，電阻較小因而損耗也小(因為所需的繞線材料少)，而且體積也小。因此，本發(fā)明的干式配電變壓器耐用而且結(jié)實，所需的變壓器材料更為經(jīng)濟(jì)，所以制造成本低而且整個變壓器的體積變小。
應(yīng)該說明，上面對本發(fā)明所作的比較詳細(xì)的描述并不意味著一定要嚴(yán)格遵守這些細(xì)節(jié)，相反，業(yè)內(nèi)人士可對它進(jìn)行各種修改而仍然不超出后面的權(quán)利要求書所確定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種干式配電變壓器，包括一個用樹脂封裝的基本為矩形的繞組，它具有一段基本平直的部分；和一個無定形金屬鐵芯，其中有一個基本為矩形的鐵芯窗；上述繞組和鐵芯的尺寸和形狀做成使繞組基本平直段的形狀大致與鐵芯窗的形狀吻合，當(dāng)把繞組和鐵芯組裝成配電變壓器時，繞組基本平直段處于鐵芯窗內(nèi)。
2．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器中，其繞組還包括一些基本為矩形的同心層，由一個導(dǎo)電繞組繞線和一層絕緣材料組成，后者提供繞組各相鄰?fù)膶又g的電絕緣；和一個將繞組封裝的樹脂層。
3．如權(quán)利要求2所述的干式配電變壓器，其中繞組還包含一些夾在相鄰各同心層之間的冷卻導(dǎo)管，它們沿基本為矩形的繞組周邊不連續(xù)地分布，且處在繞組不包含基本平直段的那部分。
4．如權(quán)利要求2所述的干式配電變壓器，其中繞組繞線從鋁和銅材料組中選出。
5．如權(quán)利要求2所述的干式配電變壓器，其中樹脂層是低粘性的環(huán)氧樹脂。
6．如權(quán)利要求5所述的干式配電變壓器，其中低粘度樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。
7．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中鐵芯是一個繞制鐵芯。
8．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中鐵芯用一種無定形金屬合金制成，其結(jié)構(gòu)組成為M60-90T0-15X10-25，其中M至少為鐵，鈷，鎳幾種元素中的一種，T為過渡金屬元素中的至少一種，X為非金屬元素磷，硼和碳中的至少一種，且其中80％以下的碳，磷和硼含量可用鋁，銻，鈹，鍺，銦，硅和錫來代替。
9．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中鐵芯窗的兩邊長之比約大于3.5比1。
10.如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中鐵芯窗的邊長比約在3.5∶1至4.5∶1之間。
11．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中繞組是一個低壓繞組。
12．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中繞組是一個高壓繞組。
13．如權(quán)利要求1所述的干式配電變壓器，其中繞組包括一個低壓繞組和一個高壓繞組。
14．一種干式配電變壓器，包括一個用樹脂封裝的基本為矩形的繞組，它包含一般基本平直的部分，制作時交替繞一層導(dǎo)電材料并在矩形繞線框架上涂一層絕緣材料，以形成一些基本為矩形的絕緣材料和導(dǎo)電材料的同心層， 爾后構(gòu)成將繞組封裝的樹脂封裝層；一個基本為矩形的無定形金屬鐵芯，其中有一個基本為矩形的鐵芯窗；上述繞組和鐵芯的尺寸和形狀做成使繞組基本平直的部分與鐵芯窗的形狀基本吻合，當(dāng)把繞組和鐵芯組裝成配電變壓器時，繞組基本平直部分處在鐵芯窗內(nèi)。
15．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中導(dǎo)電材料可從鋁和銅材料組中選擇。
16．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中繞組還包含一些處于各同心層之間的冷卻導(dǎo)管，它們沿基本為矩形的繞組的周邊不連續(xù)地分布，且處在繞組不包含基本平直段的那部分。
17．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中樹脂層是一種低粘度環(huán)氧樹脂。
18．如權(quán)利要求17所述的干式配電變壓器，其中低粘度樹脂是雙酚A環(huán)氧樹脂。
19．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中鐵芯是一個繞制鐵芯。
20．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中鐵芯是由無定形金屬合金制成的，其結(jié)構(gòu)組成為M60-90T1-15X10-25，其中M至少為元素鐵，鈷，鎳中的一種，T為過渡金屬元素中的至少一種，X至少為非金屬元素磷，硼和碳中的一種，且其中80％以下的碳，磷和硼含量可由鋁，銻，鈹，鍺，鋼，硅和錫代替。
21．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中鐵芯窗的邊長比約大于3.5比1。
22．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中鐵芯窗的邊長比約為3.5∶1至4.5∶1之間。
23．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中繞組是一個低壓繞組。
24．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中繞組是一個高壓繞組。
25．如權(quán)利要求14所述的干式配電變壓器，其中繞組包括一個低壓繞組和一個高壓繞組。
26．一個用樹脂封裝的基本為矩形的繞組，它包含一個基本平直的部分，該繞組包含一些基本為矩形的同心層，各層由一個導(dǎo)電繞組繞線和一個絕緣材料組成，后者為繞組相鄰?fù)膶犹峁╇娊^緣；和一個將繞組封裝的樹脂層。
27．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中繞組還包含一些夾在各同心層之間的冷卻導(dǎo)管，這些導(dǎo)管是圍繞此基本為矩形的繞組的周邊不連續(xù)地分布著，且處于繞組不合基本平直段的那部分。
28．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組中，繞組繞線可從鋁和銅一組材料中選用。
29．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中樹脂層為低粘度環(huán)氧樹脂。
30．如權(quán)利要求29所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中低粘度樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂。
31．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中繞組是一個低壓繞組。
32．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中繞組是一個高壓繞組。
33．如權(quán)利要求26所述的基本為矩形的樹脂封裝繞組，其中繞組包含一個低壓繞組和一個高壓繞組。
34．一種制造干式配電變壓器的方法， 包括以下步驟(a)制作一個具有基本平直段的大致為矩形的繞組；(b)將該繞組封裝在環(huán)氧樹脂中；(c)制作一個由無定形金屬做的鐵芯，該鐵芯中有一個基本為矩形的窗；(d)將上述封裝好的繞組和無定形金屬鐵芯組裝成一個干式配電變壓器，使繞組基本平直段處在鐵芯窗內(nèi)，且該段形狀基本與鐵芯窗的形狀相吻合。
35．如權(quán)利要求34所述的制造干式配電變壓器的方法，其中步驟(a)還包括(e)交替地繞制一種導(dǎo)電材料及將一種絕緣材料涂在矩形繞線框架上，形成一些絕緣材料和導(dǎo)電材料同心層，絕緣材料為相鄰各導(dǎo)電材料同心層提供電絕緣。
36．如權(quán)利要求34所述的制造干式配電變壓器的方法，其中步驟(b)還包括(f)將繞組置于一個容器內(nèi)；(g)將容器放入真空室中；(h)將真空室抽至一預(yù)定壓力；(i)將環(huán)氧樹脂注入容器內(nèi)；(j)讓環(huán)氧樹脂固化，以形成將繞組封裝的環(huán)氧樹脂層。
37．如權(quán)利要求36所述的干式變壓器制造方法，其中步驟(h)中的預(yù)定壓力約為150乇。
38．如權(quán)利要求8所述的干式配電變壓器，其中鐵芯是用結(jié)構(gòu)式為Fe80B11Si9的無定形金屬合金制造的。
39．如權(quán)利要求20所述的干式配電變壓器，其中鐵芯是用結(jié)構(gòu)式為Fe80B11Si9的無定形金屬合金制造的。
全文摘要
一種干式配電變壓器,包含一個基本為矩形的繞制無定形金屬鐵芯和一個基本為矩形的用樹脂封裝的繞組。鐵芯有一個基本為矩形的鐵芯窗,繞組基本上平直的部分就處于此窗內(nèi)。當(dāng)組裝成配電變壓器后,繞組的基本平直段的形狀與鐵芯窗的形狀相吻合。這種變壓器制造成本低廉,電阻低,鐵芯損耗小,而且重量輕,體積小,使用可靠。
文檔編號H01F27/32GK1301391SQ99806301
公開日2001年6月27日 申請日期1999年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者C·普呂斯, D·M·納塔辛格 申請人:聯(lián)合訊號公司