一種纖維夾層變壓器鐵心及其疊積方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種纖維夾層鐵心及其疊積方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵心是變壓器中主要的磁路部分，為了減少變磁通在鐵心中引起的渦流損耗，通常由含硅量較高，表面涂有絕緣漆、厚度為0.27?0.35_的熱乳或冷乳硅鋼片疊裝而成，是電力變壓器的電磁部件。鐵心和其上的線圈組成完整的電磁感應(yīng)系統(tǒng)，可以深入負(fù)荷中心。
[0003]然而，工作磁化狀態(tài)下硅鋼片發(fā)生磁致伸縮(平行于磁化方向伸長(zhǎng)，而垂直于磁化方向收縮)，從而引起疊裝鐵心的振動(dòng)。硅鋼片的磁致伸縮對(duì)所受機(jī)械應(yīng)力很敏感，且不同方向的應(yīng)力對(duì)硅鋼片磁致伸縮特性的影響也不同，如拉應(yīng)力對(duì)沿乳制方向磁化的取向硅鋼片的磁致伸縮影響甚小，而壓應(yīng)力的影響很大。鐵心磁致伸縮產(chǎn)生的形狀變化是產(chǎn)生變壓器噪聲的根源，它屬于變壓器的本體噪聲，與鐵心質(zhì)量、接縫形式、鐵心尺寸、磁通密度以及夾緊約束條件等的選取有直接關(guān)系。
[0004]娃鋼片疊層鐵心必須通過(guò)一定的裝配、約束和夾緊以給予一定的機(jī)械剛度，這些因素都將影響鐵心電磁噪聲的大小。另外，由于磁通密度在變壓器疊片鐵心中分布不均，局部磁通畸變和溫度變化會(huì)導(dǎo)致疊片鐵心受到一個(gè)隨機(jī)非均勻的局部壓力，這些都將對(duì)整體鐵心電磁振動(dòng)噪聲產(chǎn)生影響。當(dāng)鐵心的夾緊力不夠大時(shí)，硅鋼片的平面度或自重因素都將使鐵心產(chǎn)生彎曲變形，致使鐵心的彎曲振動(dòng)加劇而使得輻射噪聲增加。
[0005]在硅鋼片疊層接觸點(diǎn)的材料處于塑性流動(dòng)狀態(tài)，在磁致伸縮與夾緊力影響下，在摩擦中接觸點(diǎn)還可能產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，因而使得接觸的兩邊產(chǎn)生黏著，黏著結(jié)點(diǎn)具有很強(qiáng)的黏著力。目前，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的鐵心所使用的硅鋼片，其磁致伸縮率在10—5到10—4之間，在電磁激勵(lì)下產(chǎn)生的振動(dòng)位移較小，使得硅鋼片疊層之間的接觸點(diǎn)幾乎完全處于黏著狀態(tài)，整個(gè)疊層接觸面之間的摩擦耗能幾乎為零，鐵心結(jié)構(gòu)的阻尼主要來(lái)自于材料本身。
[0006]如何降低疊片鐵心磁致伸縮所產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲并設(shè)計(jì)低能耗的變壓器鐵心一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外變壓器行業(yè)難以克服的難題，這種疊層結(jié)構(gòu)的特殊性使得研發(fā)人員必須另辟蹊徑，利用結(jié)構(gòu)本身的特性來(lái)處理以上的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種低能耗、低噪聲的纖維夾層變壓器鐵心及其疊積方法，符合國(guó)家節(jié)能減排的行業(yè)發(fā)展。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0009]—種纖維夾層變壓器鐵心，包括由硅鋼片組成的若干級(jí)過(guò)渡疊層，在相鄰過(guò)渡疊層之間設(shè)置有纖維夾層。
[0010]所述纖維夾層的厚度為硅鋼片厚度的I?1.2倍。
[0011]所述纖維夾層的材質(zhì)為尼龍、錦綸或玻璃纖維。
[0012]所述纖維夾層的篩孔尺寸為30至60目。
[0013]所述纖維夾層的紋理方向與硅鋼片乳制方向呈45度。
[0014]一種如權(quán)利要求1所述的纖維夾層變壓器鐵心的疊積方法，包括以下步驟:
[0015]I)在主夾件及夾緊鐵板上放絕緣件；
[0016]2)確定鐵心疊層的心柱的安裝位置；
[0017]3)在最小級(jí)的安裝位置上疊積2-3cm后向穿心孔中插入定位銷(xiāo)，自下而上完成各級(jí)的疊積，并在每級(jí)之間添加纖維夾層；
[0018]4)疊積完成后拆除定位銷(xiāo)，放置絕緣件；
[0019]5)向穿心孔中插入緊固螺桿，然后使用穿軛螺桿、環(huán)氧樹(shù)脂綁扎帶裝配主夾件，實(shí)現(xiàn)纖維夾層變壓器鐵心。
[0020]在使用穿軛螺桿和緊固螺桿時(shí)加入蝶型彈簧。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果:本發(fā)明通過(guò)在變壓器鐵心原有的硅鋼片疊層之間，并在相鄰過(guò)渡疊層之間設(shè)置有纖維夾層即在相互接觸表面之間引入第三相來(lái)降低接觸表面之間的粘著，減小層間摩擦力，從而降低硅鋼片絕緣涂層的磨損；同時(shí)，也能夠改善其鐵心疊積所產(chǎn)生的壓應(yīng)力分布，提高鐵心在微振動(dòng)下的阻尼性能，并且能夠有效地降低由于硅鋼片磁致伸縮所產(chǎn)生的鐵心彎曲振動(dòng)與輻射噪聲問(wèn)題；同時(shí)，纖維夾層的合理分布可以提高層間的絕緣性能，使得鐵心層級(jí)之間的損耗降低。
[0022]本發(fā)明基于摩擦阻尼減振理論，在相鄰過(guò)渡疊層之間設(shè)置纖維夾層，在不降低或微量降低疊片系數(shù)的基礎(chǔ)上，能夠改善其鐵心疊積所產(chǎn)生的壓應(yīng)力分布，提高鐵心在微振動(dòng)下的阻尼性能、裝配質(zhì)量以及使用壽命。
[0023]進(jìn)一步的，本發(fā)明采用的纖維夾層的材料為玻璃纖維、尼龍或錦綸，它們的絕緣性好抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)低，不易粘附任何物質(zhì)，是無(wú)油自潤(rùn)滑的最佳選擇。
[0024]進(jìn)一步的，本發(fā)明中纖維夾層的厚度為硅鋼片厚度的I?1.2倍時(shí)，且?jiàn)A層紋理方向與硅鋼片乳制方向成45度時(shí)，該變壓器鐵心的節(jié)能降噪效果最優(yōu)。
[0025]進(jìn)一步的，纖維夾層的篩孔尺寸為30至60目時(shí)，篩孔氣隙內(nèi)部形成氣體薄膜阻尼，增加了鐵心的降噪效果。
[0026]本發(fā)明的疊積方法，通過(guò)在每個(gè)心柱的穿心孔(即裝配定位孔)上安裝緊固螺桿，不但增加硅鋼片組合心柱的預(yù)緊與整體剛度，抑制其重力影響的平面彎曲，而且提高了疊片系數(shù)，改善磁通的路徑，相對(duì)地減少鐵損，一定程度上抑制了心柱彎曲振動(dòng)的幅度，從而達(dá)到鐵心的減振降噪目標(biāo);本發(fā)明由于在每級(jí)之間添加纖維夾層，所以不僅能夠解決硅鋼片疊層在裝配過(guò)程中所產(chǎn)生的壓應(yīng)力分布不均的問(wèn)題，還能提高鐵心在微振動(dòng)下的阻尼、降低硅鋼片的磨損、降低鐵心結(jié)構(gòu)的振動(dòng)噪聲、提高硅鋼片層級(jí)間的絕緣性能，從而使鐵心層級(jí)之間的損耗降低0.3 %以上。
[0027]進(jìn)一步的，由于采用了蝶型彈簧，進(jìn)行彈性裝配，增加了裝配位置的阻尼，所以能夠減少鐵心振動(dòng)幅值和噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明含纖維夾層材料的硅鋼片組合疊層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為三柱式干式變壓器鐵心簡(jiǎn)圖。
[0030]圖3為雙層鋁板及夾層結(jié)構(gòu)阻尼變化規(guī)律。[0031 ]圖中，I為纖維夾層，2為硅鋼片疊層，3為主級(jí)，4為穿軛螺桿，5為緊固螺桿，6為環(huán)氧樹(shù)脂綁扎帶，7為心柱，8為上鐵軛，9為下鐵軛。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]參見(jiàn)圖1，一種纖維夾層變壓器鐵心，通常主級(jí)3兩側(cè)各有5級(jí)，每級(jí)包含若干硅鋼片疊層2，在相鄰硅鋼片疊層2之間設(shè)置有纖維夾層I。
[0034]所述纖維夾層I的厚度為0.3mm、0.38mm或0.5mm;纖維夾層I的材料為尼龍、錦給、玻璃纖維等，并且尼龍、錦綸、玻璃纖維的篩孔尺寸為30目至60目。
[0035]所述纖維夾層的厚度為硅鋼片厚度的I?1.2倍。
[0036]所述纖維夾層的紋理方向與硅鋼片乳制方向呈45度。
[0037]參見(jiàn)圖2，一種纖維夾層變壓器鐵心的疊積方法，通過(guò)硅鋼片的