专利名称：扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器的制作方法
(一)所属的技术领域本实用新型涉及电力装备制造业、电力输变电系统、变压器工业、电力电气机械设计及其制造、变压器制造等领域。
(二)相关的背景技术国内现有的变压器有两种形式；一种是全接缝叠片式铁芯变压器，另一种是卷铁芯形式变压器。全接缝叠片式铁芯变压器可分为两大类型一种是截面为圆形的全接缝叠片式铁芯变压器，另一种是椭圆型(截面为内接阶梯型)全接缝叠片式铁芯变压器。在当今的国际上工业较先进的国家，都争相发展和使用椭圆型绕组的配电变压器，但都是全接缝叠片式铁芯变压器。卷铁芯可分为两大类型一种是无接缝闭口卷铁芯变压器，另一种是有接缝开口卷铁芯变压器。市场上主要以无接缝闭口卷铁芯变压器为主。无接缝闭口卷铁芯变压器(其中有R型、阶梯形、多边形、复合形变压器)因其性能突出的优势，所以小型配电变压器被广泛采用，但由于其自身铁芯无缝，故在制造上也存在着诸多缺陷。国内有接缝开口卷铁芯变压器的铁芯多是引进国外进口的卷铁芯设备，只能生产的矩形卷铁芯变压器，由于其矩形结构不符合国内电网要求加之容量仅限500KVA以下，故一直未能得到广泛的推广应用。
发明内容我们所研制的扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯变压器的性能比其它结构或R形结构形式卷铁芯变压器更为优越。扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯与圆形(截面为内接多边型)卷铁芯在截面等效的情况下比对，高度和宽度都小。可见，扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯磁通回路比R形卷铁芯磁路更短，在相同的级数上扁圆形填充系数也高于圆形。因此，整个铁芯的空载损耗比其它平面R形卷铁芯下降10％左右。从材料利用率的角度看，内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯的材料利用率均100％，扁圆平面开口卷铁芯的利用率较圆形卷铁芯的利用率高很多。
具体解决的问题本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是利用扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯制作的配电变压器，由于扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯变压器性能优越，产品应用广泛，材料的利用率高可节省原材料，并能够满足迄今为止其它卷铁芯变压器制造设备无法实现的工艺要求和标准，其铁芯和线圈可分别单独进行制作。因此，可以实现变压器生产流水线，这将有利于大批量高效生产，由于铁芯的填充系数高，退火后工序较少，产品性能达到均匀稳定。因此，扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯变压器将成为我国变压器未来发展的主要方向。
技术方案扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯制作的配电变压器，采用内接截面形状为阶梯形铁芯，对应地应采用扁圆形高压及低压线圈绕组。扁圆的半径为R，边长为T，扁圆面积为S＝πR2+2R×T在扁圆的半径为R，边长为T确定的情况下，扁圆内接阶梯形、多边形的级数愈多，截面积愈大，但级数多，则硅钢片迭片的规格就多，制造工时多。在给定铁芯扁圆半径为R，边长为T后，才能确定铁芯级数取多少，各级片宽应多大时才能得出净截面最大，制造工时少的最佳方案。
发明的有益效果在国内、外高性能配电变压器是通过牺牲主要原材料消耗成本来提高其性能指标的。如果高性能配电变压器的主材消耗量得不到降低则必然会阻碍高性能配电变压器的推广应用。
本实用新型的有益效果是，扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯变压器性能具备国外矩形开口有接缝卷铁芯变压器的磁路短、省材料、体积小、工艺条件好的优良特性，也具备国内平面R型、多边形、复合形性能好的全部特性，具有抗突发短路的能力，完全符合中国电网的要求。比同容量的R型、多边形、复合形变压器体积更小、性能更优，比R型、多边形、复合型平面卷铁芯变压器硅钢片的材料利用率提高了10％左右。
由于扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯变压器性能优越，产品应用广泛，节省原材料，并能够满足迄今为止其它卷铁芯变压器制造设备无法实现的工艺要求和标准，其铁芯和线圈可单独进行制作。因此，可以实现变压器生产流水线，这将有利于大批量高效生产，由于铁芯的填充系数高，退火后工序较少，产品性能达到均匀稳定。因此，开口卷铁芯变压器将成为我国变压器未来发展的主流方向。
举例说明扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯三相变压器制造过程如下(1)将对应容量硅钢片由曲线开出的条料在开口铁芯数控卷绕机绕制在一个矩形的芯模上。
(2)绕制两个矩形的芯模拼合在一块作为外圈的芯模，后绕制外圈。
(3)将绕制后的三相铁芯经高温退火后，脱掉芯模。
(4)将拆开的U型铁芯装入绕制好线圈套装后绑扎固定。
(5)器身绝缘装配。
(6)产品总装配。
(7)出厂试验
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1扁圆平面开口式卷铁芯变压器主视图以及截面视；图2内接阶梯形扁圆平面开口式卷铁芯变压器主视图以及截面视；图3内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器主视图以及截面视；图4扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯平面开口式卷铁芯变压器装配图。
在图1所示分别是扁圆形变压器铁芯的主视图以及截面视图，从图中可以看出铁芯是由A、B、C部分组合而成的，A部分和B部分是相同的。在制造过程中先卷绕A、B部分，再卷绕C部分。图中参数为H的范围是500mm到1650mm；H1的范围是450mm到1360mm；HW的范围是300mm到1100mm；L1的范围是100mm到450mm；L的范围是750mm到1750mm；扁圆的截面半径R范围是25mm到200mm；边长T范围是30mm到300mm；轭宽范围是90mm到270mm。可见，这种扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯具相对空间和器身整体空间利用率高的特点。
(五)具体实施方案A.我们采用对铁芯的设计放法是用两个半圆中间夹上一个矩形组合而成，扁圆半径为R，边长为T。
B.扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口卷铁芯与圆形的比较。由于截面为扁圆型，这使得芯柱与芯柱之间的距离缩短，用扁圆做截面将会减小Mo的值，也就是铁芯铁轭长度减小、铁心磁路减短。因此，铁芯的重量也就减少了，这样就达到了在铁芯材料确定和磁通密度不变的情况下减少铁芯重量和降低空载损耗的目的。
在图4所示变压器线圈装配图，将铁芯开口缝隙处打开用来套装线圈，线圈套装完成后再复原这种扁圆形绕组结构上与过去的圆形同心式圆筒式绕组完全相同，绕制和装配工艺也完全一样。层间绝缘仍然采用菱格点胶纸，高低压间主空道油道不用瓦楞纸板而改用纸板粘垫块的形式以提高扁圆形线圈的辐向机械强度。另外，装配时注意低压绕组内侧与铁心柱间一定要用撑条以提高绕组和器身整体的抗短路能力。
权利要求
1.扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器是效率高、漏磁小、噪音低、安全系数高的高性能绿色节能形变压器。采用扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆，在截面等效的情况下比圆型(截面为内接阶梯形)卷铁芯磁路更短。由我研制的扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯所生产的扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器是我的自主知识产权，在我研制并开发前国内尚无个人或生产该产品，要求保护属于我的知识产权。
2.扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器，其特征是截面采用扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆，硅钢带材料的利用率非常高，在铁芯在截面等效的情况下与圆形(R型)铁芯相比约减少了10％硅钢带的用量，从而节省了硅钢带材料，同时也节省铜材和其它辅料降低了总成本。并且开口卷铁芯解决了变压器生产企业的生产、拆装维修这一难题。根据技术方案生产出的铁芯的各种尺寸、外型、结构、参数、容量等是我的自主知识产权，我要求保护我的知识产权。
3.扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆平面开口式卷铁芯变压器其特征是；铁芯与线圈可单独进行制作，可实现了变压器生产流水线，有利于大批量高效生产。由于铁芯的填充系数高，退火后工序较少，产品性能达到均匀稳定。该产品是我的自主知识产权，不允许其它企业、院所和个人仿冒、仿制、生产、销售该产品。要求保护我的自主知识产权！
全文摘要
扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆开口卷铁芯配电变压器，其性能比其他配电传统的R型内接阶梯型、矩形截面配电变压器更为优越。扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆铁芯比其它非形状平面卷铁芯在截面等效的情况下空载损耗可下降10％以上。扁圆、内接阶梯形扁圆、内接多边形扁圆开口卷铁芯配电变压器能够解决无接缝闭口卷铁芯变压器存在的不能大规模生产的问题。通过采用改变铁芯结构型式来提高配电变压器产品性能，在保持和提高传统的配电变压器高效和低损耗性能的前提下，降低了主材成本，这对该产品的推广应用必然能起到积极的作用。
文档编号H01F41/02GK1959876SQ20061003048
公开日2007年5月9日 申请日期2006年8月28日 优先权日2006年8月28日
发明者齐侠 申请人:齐侠