專(zhuān)利名稱(chēng)：一種卷繞式鐵芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種卷繞式鐵芯。
(2)背景技術(shù)目前變壓器等電器用鐵芯絕大部分采用硅鋼片或硅鋼帶制造，制造方法主要有疊片式和卷繞式二種。疊片式鐵芯由于磁路中存在空氣隙，硅鋼片之間不夠緊密，而且還存在著局部地方材料高導(dǎo)磁方向與磁路方向不一致，使鐵芯的性能較差。卷繞式鐵芯雖然克服疊片式鐵芯的上述缺點(diǎn)，使制造的變壓器空載損耗低、噪音低，性能有明顯提高，但是，對(duì)于卷繞式鐵芯的芯柱橫截面為階梯形或圓形，其存在著如下的缺點(diǎn)階梯形截面卷鐵芯，是用幾根不同寬度的直帶依次卷繞而成，帶料數(shù)量多，卷繞較困難，橫截面占空系數(shù)較低，僅0.9左右，因而線圈平均匝長(zhǎng)較長(zhǎng)，不但浪費(fèi)銅材，也增加了變壓器的負(fù)載損耗，降低了變壓器的性能；圓截面卷鐵芯(即R型鐵芯)，是用一根寬度先窄后寬再窄的曲線形狀的硅鋼帶卷繞而成，硅鋼帶材料利用率較低，雙根套裁開(kāi)料利用率僅為86～90％，浪費(fèi)了較多昂貴的硅鋼帶，增加了制造成本。
因此本申請(qǐng)人在此基礎(chǔ)上曾對(duì)卷繞式鐵芯的芯柱的橫截面形狀作了改進(jìn)，獲得了實(shí)用新型名稱(chēng)為“具有復(fù)合形截面的卷鐵芯”、專(zhuān)利號(hào)為00216872.3的專(zhuān)利權(quán)。該“具有復(fù)合形截面的卷鐵芯”的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，芯柱11、11′的橫截面由內(nèi)向外分為三個(gè)區(qū)域，內(nèi)區(qū)6、7和外區(qū)8、9兩個(gè)區(qū)域的橫截面形狀由梯形組成，中間區(qū)域13的橫截面為圓臺(tái)形，各截面的頂點(diǎn)共處一圓周上。上述方案，鐵芯芯柱橫截面形狀非常接近圓形，截面占空系數(shù)高達(dá)0.98～0.99，因而減少了線圈的平均匝長(zhǎng)，與相同橫截面積的階梯形截面卷鐵芯相比，外接周長(zhǎng)減少4～7％，這不但可節(jié)省銅材，而且降低了變壓器的負(fù)載損耗。另外，由于梯形硅鋼帶套裁的材料利用率為100％，曲線硅鋼帶由于圓弧段位于截面中部，寬度變化小，因此材料套裁時(shí)，使得材料的利用率大大提高，比圓形截面卷鐵芯材料的利用率提高9～13％。
但是，盡管上述專(zhuān)利已取得了相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，但是，鐵芯芯柱的排列方式由于采用的平面排列，形成了各個(gè)芯柱的磁路長(zhǎng)度不一致，對(duì)于磁路短的芯柱不僅節(jié)省了材料，而且芯柱的性能好，而對(duì)于磁路長(zhǎng)的芯柱浪費(fèi)材料，而且性能差，因此各芯柱的性能不一致，影響變壓器的性能。曲線硅鋼帶加工時(shí)，材料利用率達(dá)不到100％，仍有少量硅鋼帶浪費(fèi)。
(3)實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種克服上述缺陷，性能更優(yōu)良，成本更低的卷繞式鐵芯。
本實(shí)用新型所提供的一種卷繞式鐵芯，它由鐵軛和若干根芯柱組合而成，其特點(diǎn)是，所述芯柱呈立體排列，且由幾個(gè)形狀相同或形狀相似的橫截面接近于半圓的組合形截面的單框鐵芯拼合而成，該組合形截面是由一段向半圓弧逼近的若干折線組成的外輪廓線和一段直徑線的內(nèi)輪廓線所圍成的，且其外輪廓線的外側(cè)一折線的尾端封連在內(nèi)輪廓的直徑線上，并使拼合后各芯柱橫截面接近圓形，且在外側(cè)形成一“V”字形小缺口。
上述的卷繞式鐵芯，其中，單框均是由若干不同尺寸的梯形硅鋼帶依次卷繞而成，或由若干不同尺寸的梯形硅鋼帶和一根等寬的硅鋼直帶依次卷繞而成。
上述的卷繞式鐵芯，其中，單框鐵芯的窗口形狀可以是四方形、也可以是跑道形。
上述的卷繞式鐵芯，其中，芯柱的數(shù)量為3或3以上，當(dāng)芯柱的數(shù)量為3時(shí)，芯柱可以呈立體等距離三角陣排列，當(dāng)芯柱的數(shù)量為4時(shí)，芯柱可以呈立體方陣排列。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，即鐵芯的幾個(gè)芯柱呈立體排列，這樣使每個(gè)芯柱的磁路長(zhǎng)度一致，且均達(dá)到最短，從而使每個(gè)芯柱的損耗均達(dá)到最小。與芯柱呈平面排列的鐵芯相比，本實(shí)用新型鐵芯重量可減少10％，性能有較大提高，空載損耗降低10％以上。其次，鐵芯芯柱橫截面形狀非常接近圓形，截面占空系數(shù)可達(dá)到098～0.99，因而減少了線圈平均匝長(zhǎng)。與相同橫截面面積的階梯形截面卷鐵芯相比，外接圓周長(zhǎng)減少4～7％。這樣不但節(jié)省了銅材，而且降低了變壓器的負(fù)載損耗，提高了變壓器的性能。本實(shí)用新型的硅鋼帶材料利用率高，由于梯形硅鋼帶可進(jìn)行雙根無(wú)廢料套裁加工，材料利用率達(dá)100％。同時(shí)，使用的硅鋼帶數(shù)量比階梯形卷鐵芯硅鋼帶數(shù)量減少1/2，因而加工工藝簡(jiǎn)單，卷繞緊密，加工成本低。而且還避免了階梯形卷鐵芯卷繞時(shí)產(chǎn)生的毛刺全部重疊現(xiàn)象，因而該種卷鐵芯性能受毛刺影響的程度大大減少，使性能更穩(wěn)定，更一致。
(4)
圖1是已有具有復(fù)合形截面的卷鐵芯的剖視圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的鐵芯整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中的俯視圖；圖4是本實(shí)用新型鐵芯的單框結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖4中的A-A剖視圖；圖6是各條硅鋼帶形狀圖；圖7是梯形硅鋼帶連續(xù)套裁方法。
(5)具體實(shí)施方式
以三相三柱組合形截面立體卷鐵芯為例來(lái)闡明本實(shí)用新型的具體內(nèi)容如圖2-5所示，本實(shí)用新型，即卷繞式鐵芯2，芯柱呈立體排列，且由3個(gè)形狀相同的橫截面接近于半圓的單框鐵芯21拼合而成，并使拼合后芯柱橫截面接近圓形。
單框的芯柱橫截面是由一段向半圓弧逼近的若干折線組成的外輪廓線211和一段直徑線212的內(nèi)輪廓線所圍成的，內(nèi)輪廓線的斜角為α，對(duì)于三相三柱組合形截面立體卷鐵芯而言α＝60°。且其外輪廓線211的外側(cè)一折線2111的尾端封連在內(nèi)輪廓212的直徑線上，其余的外輪廓的各折線頂點(diǎn)在同一個(gè)半圓周上，并使拼合后各芯柱橫截面接近圓形，且在外側(cè)形成一“V”字形小缺口22。
如圖6所示，由梯形硅鋼帶31、32、34、35、36、37和等寬的硅鋼直帶33卷繞而成；故該鐵芯由七根不同尺寸的硅鋼帶按一定次序重疊卷繞而成。見(jiàn)圖7，梯形硅鋼帶的雙根連續(xù)套裁方法。上述的套裁加工都可在目前已有的微機(jī)控制的折線開(kāi)料機(jī)上進(jìn)行。
由于折線部分的梯形硅鋼帶可雙根套裁方法加工，也即進(jìn)行無(wú)廢料套裁加工，材料利用率達(dá)100％，等寬的硅鋼直帶開(kāi)料的材料利用率為100％，因此該種鐵芯硅鋼帶材料綜合利用率達(dá)到100％。
權(quán)利要求1.一種卷繞式鐵芯，它由鐵軛和若干根芯柱組合而成，其特征在于，所述芯柱呈立體排列，且由幾個(gè)形狀相同或形狀相似的橫截面接近于半圓的組合形截面的單框鐵芯拼合而成，該組合形截面是由一段向半圓弧逼近的若干折線組成的外輪廓線和一段直徑線的內(nèi)輪廓線所圍成的，且其外輪廓線的外側(cè)一折線的尾端封連在內(nèi)輪廓的直徑線上，并使拼合后各芯柱橫截面接近圓形，且在外側(cè)形成一“V”字形小缺口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷繞式鐵芯，其特征在于，所述的單框均是由若干不同尺寸的梯形硅鋼帶依次卷繞而成，或由若干不同尺寸的梯形硅鋼帶和一根等寬的硅鋼直帶依次卷繞而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷繞式鐵芯，其特征在于，所述的單框鐵芯的窗口形狀可以是四方形、也可以是跑道形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種卷繞式鐵芯，其特征在于，所述的芯柱的數(shù)量為3或3以上，當(dāng)芯柱的數(shù)量為3時(shí)，芯柱可以呈立體等距離三角陣排列，當(dāng)芯柱的數(shù)量為4時(shí)，芯柱可以呈立體方陣排列。
專(zhuān)利摘要一種卷繞式鐵芯,它由鐵軛和若干根芯柱組合而成,芯柱呈立體排列,且由幾個(gè)形狀相同或形狀相似的橫截面接近于半圓的組合形截面的單框鐵芯拼合而成,該組合形截面是由一段向半圓弧逼近的若干折線組成的外輪廓線和一段直徑線的內(nèi)輪廓線所圍成的,且其外輪廓線的外側(cè)一折線的尾端封連在內(nèi)輪廓的直徑線上,并使拼合后各芯柱橫截面接近圓形,且在外側(cè)形成一“V”字形小缺口。本實(shí)用新型由于鐵芯的幾個(gè)芯柱呈立體排列,使每個(gè)芯柱的磁路長(zhǎng)度一致,且均達(dá)到最短,從而使每個(gè)芯柱的損耗均達(dá)到最小。另外鐵芯重量可減少10%,空載損耗降低10%以上,卷繞材料利用率為100%,截面占空系數(shù)可達(dá)到098～0.99,不但節(jié)省了銅材,而且降低了變壓器的負(fù)載損耗。
文檔編號(hào)H01F27/24GK2508364SQ0125501
公開(kāi)日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者張明德 申請(qǐng)人:張明德