一种变压器辐射型铁心柱制作方法
【专利摘要】一种变压器辐射型铁心柱制作方法，包括：裁片理料、按序叠片、压片定位、合模成圆、缩圆成型、绑扎和浸脂固化工序。本发明针对现有技术不能制作大规格辐射型铁心柱的实际问题，利用一端相互铰接、径向呈半圆形，且为水平向放置的两个模框，按序将所有片料叠入两个模框内而形成两个呈半圆形的片料圆，再经合模成圆、缩圆成型等工序后完成一个铁芯柱的制作。制成的铁芯柱具有叠片系数和有效导磁截面高、硅钢片排列与幅向磁力线平行度好、涡流损耗小等诸多优点，其生产的导磁电力设备在交变磁场中受电磁力影响，不会出现片间振动而发出电磁噪声的现象。
【专利说明】一种变压器辐射型铁心柱制作方法
[0001]【【技术领域】】
本发明属于一种导磁铁芯制作方法，尤其属于一种变压器辐射型铁心柱的制作方法。
[0002]【【背景技术】】
在公知的三种变压器铁芯中，辐射形叠片铁芯相对平行叠片或渐开线式叠片的铁芯而言，由于其在边缘化效应过程中，磁衍化方向与硅钢片叠片方向相平行，因而具有涡流损耗低、局部不会出现过热现象和节能效果显著的优点。在本发明作出之前，由于没有理想的成型装置，还无力生产出供变压器用的辐射状导磁铁芯柱产品，而只有供电抗器用的辐射状铁芯饼问世。
[0003]图1示意性地画出了一种辐射状导磁铁芯饼的截面结构，该铁芯饼由16个单元的硅钢片片料组构成，每组中，硅钢片片料从最宽片b等差递减至最窄片C，所有片料以中心孔a为圆心呈径向辐射状挤压式排列。制作时，人工排片、分级，竖直向按序将16个单元片料组沿圆周方向插入预制好的一浇铸固化模内，浇铸树脂填料后固化成型，得到一个辐射状的铁心饼。该方法:1、由于片料为硅钢漆片，其厚度通常只有0.3_左右，片薄钢性差，当片料超过一定高度时(通常为500mm)就无法竖直向叠片，因此,只适合制作一定高度的铁芯饼，而不能制作供变压器用的柱状辐射形导磁铁芯柱。2、叠片时，由于无径向外力预紧，片间松散，仅依靠树脂填料填充固化成型，因而无法达到设计所要求的叠片系数，有效导磁截面比例低。3、由于硅钢片与树脂填料的膨胀系数不一致，当温度升高后，树脂填料会产生龟裂，从而严重影响设备的可靠运行。4、从图1可见，成型后，一是只有最宽片b是以中心孔a为圆心呈辐射状排列，其它硅钢片相对中心孔a而言都存在一个偏角，即与图2中的幅向磁力线d存在偏角，从而存在磁力线穿过硅钢片涡流损耗大的缺陷。二是其外周圆不能形成一个正圆，片料参差不齐、片间松驰，因而利用其制成的设备在交变磁场应用过程中受交流电基波影响，片间易产生振动而发出电磁噪声。从上述I 一 4点我们可得出如下结论:该方法无力制作变压器辐射型铁芯柱，且利用该方法制成的铁心饼也存在很多缺陷。
[0004]【
【发明内容】
】
为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种变压器辐射型铁心柱制作方法，该方法不但能制作任意规格供变压器使用的辐射型铁芯柱，而且该柱具有叠片系数和有效导磁截面高、所有硅钢片片料与幅向磁力线平行度好和涡流损耗小的优点，产品在交变磁场应用中受交流电基波影响，片间也不会产生振动而发出电磁噪声。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案，这种变压器辐射型铁心柱制作方法的制作步骤如下:
1、裁片理料:按需裁剪导磁硅钢片片料，以组为单元整理好若干片料组；
2、按序叠片:将整理好的片料组分成两部分，分别叠入一成型装置的两个模框的半圆模腔内，形成两个半圆形的片料圆；
3、压片定位:在两个半圆形片料圆的顶面用压片压紧和固定；
4、合模成圆:将两个模框合二为一，使两个片料半圆合成一个片料圆，卸去压片；
6、缩圆成型:在片料圆外围用预扎圈绑紧，使片料圆缩圆成型； 7、绑扎无纬带:卸去模框，通过立绕机在片料圆外围包扎无纬带；
8、浸脂固化:浸脂固化完成一根铁心柱的制作。
[0006]有益效果:本发明针对现有技术不能制作大规格辐射型铁心柱的实际问题，提出了一种制作方法。该方法利用一端相互铰接、径向呈半圆形，且为水平向放置的两个模框，按序将所有片料叠入两个模框内而形成两个呈半圆形的片料圆，再经合模成圆、缩圆成型等工序后完成一个铁芯柱的制作。其优点如下:1、由于两个模框在叠片时可以水平放置，因此，从理论上讲，只要模框的长度和宽度允许，即能完成任意规格的铁心柱制作。2、在制作过程中，由于利用了片料自重、压片压力和预扎圈预紧力的作用，使得制成的铁芯柱片间紧密度得以大幅度提高，实现了叠片系数和有效导磁截面高的目的。3、两个模框中的模腔分别呈半圆形，合模后的铁芯柱周向环面必定为一个正圆，从而实现了所有导磁硅钢片排列与幅向磁力线相平行，铁心柱涡流损耗低的目的。实践证明，利用这种方法制成的铁心柱，其产品即导磁电力设备在交变磁场中受电磁力影响，不会出现片间振动而发出电磁噪声的现象。
[0007]【【专利附图】
【附图说明】】
图1为现有技术中一种16等份的辐射状铁芯饼横截面结构示意图。
[0008]图2为辐射状铁芯饼的幅向磁力线分布情况示意图。
[0009]图3为本发明所使用的一个成型装置的俯视结构示意图。
[0010]图4为图3的仰视结构示意图，在该图中画出了间隔套管和芯管的结构。
[0011]图5为图3中A部的放大结构示意图。
[0012]图6为图4中B部的放大结构示意图。
[0013]图7为图4中C部的放大结构示意图。
[0014]图8为图4的左视放大结构示意图。
[0015]图9为图4的右视放大结构示意图。
[0016]图10为图9的状态变化图，S卩:在该图中已完成两组硅钢片叠片，第三组硅钢片正处于叠片中。
[0017]图11为图8的状态变化图，即:在该图显示完成叠片后的状态。
[0018]图12为图3的叠片状态变化图。该图左侧已完成叠片，并将压片压至硅钢片9上；右侧已完成两组硅钢片9的叠片。
[0019]图13为图4的状态变化图，该图左侧已完成叠片；右侧接近完成叠片。
[0020]图14为图13完成全部叠片后的一幅吊装过程图。
[0021]图15为图14吊装结束，合模状态示意图。
[0022]图16为图15安装上第一只预扎圈后的结构示意图。
[0023]图17为图16去掉吊钩和吊绳后的俯视结构示意图。
[0024]图18为图16中预扎圈的俯视结构示意图。
[0025]图19为图18的仰视结构示意图。
[0026]图20为图16完成全部预扎圈绑扎，并卸去除合页外所有制作装置后的结构示意图。
[0027]图21为利用立绕机绑扎无纬带的结构示意图。
[0028]图中:中心孔a，最长片b，最短片C，幅向磁力线d。槽钢1，吊环11，模腔板2，半圆凹部壁21，压片3，压片转轴31，压片座32，螺杆31，模端板4，半圆孔41，间隔套管5，芯管51，调节螺杆6，合页片7，合页片71，合页轴72，模端板8，硅钢片9，叠片状态硅钢片91，吊钩10，吊绳101，预扎圈20，松紧轴201，底座30，工作平台301，无纬带302，转轮303，升降块304，立柱305。
[0029]【【具体实施方式】】
总体来讲，本发明方法所使用的成型装置由一个模架，以及设置在所述模架上的多块模腔板、二块模端板和多套压片组件构成。该模架由左右对称、轴向一端活动连接的两个模框组成；沿着该两个模框的长度方向，间隔式、竖直向分别固定设置所述的多块模腔板和二块模端板。这些模腔板的中部都具有一半圆凹部，所有这些半圆凹部形成接纳硅钢片片料的半圆模腔；所述的二块模端板分置在所述两个模框的连接端的端面上，形成所述半圆模腔的挡板；所述每块模腔板两侧的顶部分别设置一套压片组件。需说明的是:视制作对象规格的不同，模框的长宽度，模腔板、模端板的大小数量，以及压片组件数量等都可以作相应的变化，因此，从理论上讲，本装置能制作任何规格的辐射型铁芯柱。
[0030]为加深理解，下面结合附图对本发明方法涉及的成型装置作进一步说明。参见图
3、图4。模架由对称设置的两个模框经A部所示的铰接组件轴向铰接而成一体。每个模框由二根槽钢1、三根调节螺杆6构成，两根槽钢I的设置宽度视情由调节螺杆6设定，以满足不同直径的铁芯柱制作，长度按需确定，最终确定半圆模腔的大小。调节螺杆6的作用一是将两根槽钢I固定成整体，二是根据需要由螺母61调整二根槽钢I的间距，以便接纳相应的模腔板2和模端板4和8。沿槽钢I的长度方向，等间隔、竖直向设置模腔板2，模腔板2的间距由芯管51上的间隔套管5来确保，间隔套管5套设在芯管51的杆身上。该芯管51的两端分别用螺母拉紧，从而使每个模框上的模端板及模腔板处于预紧状态。芯管51及其间隔套管5的数量可视情变化。本例中，在每个模框上等间隔设置五块模腔板2和一块模端板4或8，模端板4或8位于铰接端，其作用是便于叠片时将片料轴向对齐。在每块模腔板2的模腔两侧分别设置一套压板组件。在每根槽钢I的自由端设置吊环11，方便吊装合模。
[0031]图5和图6示出了两个模框的铰接结构。两套铰接组件设置在两块模端板4和8之间。每套铰接组件由合页片7和71、合页轴72构成，合页片7和71分别固定在模端板4和8上。两块模端板4和8分别设置在两个模框铰接端的端面上，由芯管5牵引固定。
[0032]图7示出了压片组件的结构。每套压片组件由压片3、压片转轴31、压片座32和螺杆31构成。压片座32固定在模腔板2的上部一侧，旋动螺杆31可使压片3上下升降，且压片3可绕螺杆31水平摆转。
[0033]参见图8。多块模腔板2由芯管51定位，调节螺杆6用于调节两根槽钢I的设置宽度。每块模腔板2的中部具有半圆凹部，所述半圆凹部形成一个轴向的半圆模腔，半圆凹部壁21呈半圆形。半圆模腔的底部即为模端板4的内壁，其中部可设半圆孔41(也可以不设)。压片3的设置高度应与模端板4相匹配(图中处于与模端板4平行位置，事实上，在叠片前应处在模端板4的外沿位置)。
[0034]参见图9。图9与图8的区别在于压片组件被模腔板2所遮挡(本实施例中压片组件均安装在模腔板2的左侧)，因此，从右向左观察的图9中看不见压片组件。
[0035]为进一步理解本发明，下面结合附图，通过一个实例详述一根铁芯柱的制作过程。
[0036]该例铁芯柱设定要求是:外径600mm,内径60mm、长度2200mm,片宽级差10mm,导磁硅钢片厚度0.35mm，叠片系数0.97，硅钢片组数60个单元。其制作步骤如下:
1、裁片理料。以组为单元，整理60个单元的硅钢片。
[0037]根据设定要求可知:所有硅钢片长度均为2200_。每个单元中各级硅钢片的宽度和片数如下:
(I)一级片(即图1所示的最宽片b):
宽度:270mm (计算方法:外径600 + 2 —内径+2 = 270);
片数:9片(计算方法:内径60 X圆周率3.14 =中心孔周长188.4 mm。
[0038]中心孔周长188.4+硅钢片片厚0.35?总片数538。
[0039]总片数538X叠片系数0.97 &实际需要总片数521。
[0040]实际需要总片数521+单元数60 =每个单元片数8.7 ^ 9片。
[0041]说明:由于每个单元片数出现小数，因此，每个单元将多出0.3片，60个单元将共多出18片硅钢片，实际制作时可视情选择18个单元放置9片硅钢片，其余均为8片即可。
[0042]按上述思路，依次算出二级片至二十七级片(即图1所示的最窄片C)，并进行相应的处理。
[0043](2) 二级片:宽度260mm，片数3片。......(27)二十七级:宽度10mm，片数3片。
[0044]2、按序叠片:将60个单元的硅钢片分成两部分，分别叠入两个模框内。按单元按级将硅钢片放入半圆模腔内，并且将硅钢片的一侧与模端板对齐。
[0045]按设定要求制作的成型装置的结构及过程如下:取四根槽钢1，每二根槽钢由三根调节螺杆6经紧固件组成一个模框。在每个模框上等间隔、竖直向设5块模腔板2及I块模端板4，模腔板由紧固件固定在槽钢上，每块模腔板的板身中部两侧开设通孔，芯管51穿过这些通孔，芯管长度大于2200mm即可。每块模腔板的两侧各设一套压片组件。在模腔板之间、模腔板与模端板之间的芯管管身上套置一根间隔套管5，确保模腔板和模端板处于竖直状态。每根芯管的外端由螺母紧固定位。模腔板中部的半圆凹部的半径为300mm,模端板的半圆孔41半径为30mm。两个模框由二套铰接组件铰接。
[0046]4、压片定位:半圆模腔叠片完成后，用压片3定位压紧。
[0047]5、合模成圆:使用吊机将两个模框合二为一。
[0048]6、缩圆成型:在片料圆外围用预扎圈绑紧，使片料圆成型。
[0049]7、扎无纬带:卸去成型模架，通过立绕机在成型片料圆外围包扎无纬带。
[0050]8、浸脂固化:浸脂固化完成铁芯柱的制作。
【权利要求】
1.一种变压器辐射型铁心柱制作方法，其特征是:包括以下制作步骤: (1)、裁片理料:按需裁剪导磁硅钢片片料，以组为单元整理好若干片料组； (2)、按序叠片:将整理好的片料组分成两部分，分别叠入一成型装置的两个模框的半圆模腔内，形成两个半圆形的片料圆； (3)、压片定位:在两个半圆形片料圆的顶面用压片压紧和固定； (4)、合模成圆:将两个模框合二为一，使两个片料半圆合成一个片料圆，卸去压片； (6)、缩圆成型:在片料圆外围用预扎圈绑紧，使片料圆缩圆成型； (7)、绑扎无纬带:卸去模框，通过立绕机在片料圆外围包扎无纬带； (8)、浸脂固化:浸脂固化完成一根铁心柱的制作。
【文档编号】H01F41/02GK104252964SQ201310265767
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】姜斌, 姜诚渊, 刘语涵 申请人:浙江科升电力设备有限公司