專利名稱：具有帶十字形芯柱的層疊芯的變壓器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓器，且更為具體地涉及具有帶十字形芯柱的層疊式 芯的變壓器以及以較低浪費(fèi)來制造這種變壓器的方法。
背景技術(shù)：
層疊式變壓器芯包括薄的金屬疊層板，如晶粒取向硅鋼。使用這種類 型的材料是由于鋼晶?？梢员皇崂淼揭欢ǚ较蛞詼p小磁場損耗。所i^L彼 此層疊形成多個層。層疊式芯典型地是矩形，并且可具有矩形或十字形截 面。十字形截面增加層疊芯的強(qiáng)度。另外，具有十字形截面的芯柱提供更 大的表面積來支撐線圏。傳統(tǒng)的具有十字形截面的層疊式變壓器芯的示例在授予DeLaurentis等人的美國專利No. 4， 283， 842中示出。DeLaurentis 等人的專利中的芯具有十字形截面的上軛和下軛，以及十字形截面的芯 柱。盡管具有十字形截面的層疊芯，如DeLaur enU s等人的專利中的芯， 提供附加的支撐和強(qiáng)度，但是這種芯通常更難制造并且導(dǎo)致更多鋼被浪 費(fèi)。因此，理想的是提供一種層疊式變壓器芯，其具有十字形截面的優(yōu)勢， 但是制造更簡單并且減少了浪費(fèi)的鋼量。本發(fā)明涉及這種變壓器芯及其制 造方法。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，提供了具有層疊式芯的變壓器。該芯設(shè)置有由層疊板構(gòu) 成的第一軛，且該第一軛具有其中形成有凹槽的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。所述凹槽在 板的層疊方向上延伸，并i殳置為從外側(cè)向內(nèi)。所a具有相同的寬度，以 便提供具有矩形截面的第 一軛。所述芯還設(shè)置有由層疊板構(gòu)成的第二軛， 且該第二軛具有其中形成有凹槽的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。所述凹槽在板的層疊方向 上延伸，并設(shè)置為從外側(cè)向內(nèi)。內(nèi)芯柱的第一端被設(shè)置在第一軛的凹槽內(nèi)， 而內(nèi)芯柱的第二端被i殳置在第二軛的凹槽內(nèi)。所述內(nèi)芯柱具有十字形截面并且由具有不同寬度的層疊板構(gòu)成。線圉繞組被安裝到所述芯的內(nèi)芯柱。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種構(gòu)成具有層疊式芯的變壓器的方法。根據(jù) 本方法，提供了多個第一和第二外芯柱板，以及多個內(nèi)芯柱板。所述內(nèi)芯柱板具有不同寬度。還提供了具有相同寬度的多個第一軛板。每個第一軛 板具有其中形成有切口的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。所述切口設(shè)置為從外側(cè)向內(nèi)。內(nèi)芯柱板、第一軛板以及第一和第二外芯柱板被層疊以形成第一和第二外芯 柱、具有第一凹槽的第一軛，以及具有設(shè)置于第一凹槽內(nèi)的第一端的內(nèi)芯 柱。第一外芯柱由第一外芯柱板構(gòu)成，第二外芯柱由第二外芯柱板構(gòu)成， 內(nèi)芯柱由內(nèi)芯柱板構(gòu)成，而第一軛由第一扼板構(gòu)成。第一凹槽在第一軛的 層疊方向上延伸，所述內(nèi)芯柱板被層疊以便為內(nèi)芯柱提供十字形截面，并 且所述第 一輒板被層疊以便為笫 一扼提供矩形截面。線圏繞組被安裝到所 述內(nèi)芯柱。


參考以下描述、所附權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的特征、方面以及優(yōu)勢將更得到更好的理解，其中圖1示出了才艮據(jù)本發(fā)明的第一實施例構(gòu)造的變壓器芯的正視圖； 圖2示出了所述變壓器芯的第一外芯柱的截面圖； 圖3示出了變壓器芯的笫一外芯柱和下軛之間的連接的特寫視圖； 圖4示出了所述變壓器芯的內(nèi)芯柱的截面圖；圖5示出了與變壓器芯的下軛上方隔開的部分第一外芯柱和內(nèi)芯柱 的放大圖；圖6示出了具有所述變壓器芯的變壓器的正視圖；圖7示出了才艮據(jù)本發(fā)明的第二實施例實施的第二變壓器芯的正視圖；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明笫三實施例實施的第三變壓器芯的正視圖；具體實施方式
應(yīng)注意，在下面的詳細(xì)描述中，同樣組件具有相同的參考標(biāo)號，而無 論它們是否是出現(xiàn)在本發(fā)明的不同實施例中。還應(yīng)注意，為了清楚簡明地
揭示本發(fā)明，附圖可能沒有完全M定比例，且本發(fā)明的某些特征可能是 以某些示意形式來示出的。本發(fā)明涉及具有層疊式芯12的變壓器10 (圖6中示出)，如配電變 壓器。變壓器10可以是油浸式變壓器，即利用油來冷卻，或干式變壓器， 即利用空氣來冷卻。然而，芯12的構(gòu)造尤其適用于干式變壓器中?，F(xiàn)在 參考圖1，芯12具有矩形形狀且大致包括上軛14、下軛16、第一和第二 外芯柱18、 20，以及內(nèi)芯柱22。第一和第二外芯柱18、 20的上端分別連 接到上軛14的第一和第二端，而第一和第二外芯柱18、 20的下端分別連 接到下軛16的第一和第二端。內(nèi)芯柱22被設(shè)置在第一和第二外芯柱18、 20之間大約中間的位置，內(nèi)芯柱22具有連接到上軛14的上端以及連接 到下扼16的下端。通過這種構(gòu)造，兩個窗口 24在內(nèi)芯柱22和第一以及 第二外芯柱18、 20之間形成。上軛14具有內(nèi)側(cè)14a以及外側(cè)14b，以及下軛16具有內(nèi)側(cè)16a以及 外側(cè)16b。上軛14包括層疊板26，而下軛16包括層疊板28。板26和板 28成組設(shè)置。在本發(fā)明的一個示意性實施例中，所述組是七組。當(dāng)然， 可以使用不同數(shù)量的組，如四組，其在這里是為簡化描述和i兌明而j吏用。 板26、 28中的每個由晶粒取向硅鋼構(gòu)成，并具有從約7密耳到約14密耳 范圍內(nèi)的厚度，其中具體厚復(fù)基于變壓器100的應(yīng)用而選擇。板26、 28 每個具有整體構(gòu)造并為梯形形狀。板26、 28中的每個中，板26、 28的相 對端以約45。的相反方向角斜接，從而提供具有主側(cè)和次側(cè)的板26、 28。 各個板26具有相同寬度，以便為上軛14提供矩形截面；各個板28具有 相同寬度，以便為下軛16提供矩形截面。不過，板26的長度不全是相同， 板28的長度也不全是相同。更具體地，每一組板26中的長度是不同的， 每一組板28中的長度也是不同的。不同長度模式對于板26的每一組來說 是相同的，不同長度模式對于板28的每一組來說也是相同的。每一組內(nèi) 長度的不同使得能夠與第一和第二外芯柱18、 20的板30、 32形成多階搭 接，下面將進(jìn)行充分描述。V-型上切口 34由上內(nèi)邊36在上軛14的每個板26中形成，而V-型 下切口 38由下內(nèi)邊40在下軛16的每個板28中形成。在上軛14的相鄰 板26中的上內(nèi)邊36具有不同深度，用于與內(nèi)芯柱22的內(nèi)芯柱板70的上 端形成豎直搭接，下面將作充分描述。同樣，在下軛16的相鄰板28中的 下內(nèi)邊40具有不同深度，用于與內(nèi)芯柱22的內(nèi)芯柱板70的下端形成豎 直##,下面將作充分描述。上切口 34在上軛14中形成上凹槽46，
下切口 38在下軛16中形成下凹槽48。上凹槽46設(shè)置為從外側(cè)14b向內(nèi)， 下凹槽48設(shè)置為從外側(cè)16b向內(nèi)。上凹槽和下凹槽46、 48分別在上軛 14和下軛16的層疊方向上延伸。第一外芯柱18包括層疊板30，而第二外芯柱20包括層疊板32。板 30和板32具有變化的寬度以便提供具有十字形截面的第一和第二外芯柱 18、 20。更具體地，板30被設(shè)置為不同寬度的部分50，而板32^Li殳置 為不同寬度的部分52。在每個部分50中，各個板30具有相同寬度；且 在每個部分52中，各個板32具有相同寬度。例如，現(xiàn)在參考圖2，第一 外芯柱18具有板30的部分50a，b，c，d，e，f，g，其在從前向后的方向，首 先依次增加寬度，然后在中點之后依次遞減寬度。部分50a-g每個都包括 一組或多組板30。這樣，在部分50a和50g中的最外板30每個都具有寬 度W1，其為板30的最小寬度，而中間部分50d中的板30每個都具有寬 度Wn，其為板30的最大寬度。在層疊方向上，部分50a-g的厚度可以變 化。例如，如所示出，中心部分50d可以顯著比其它部分50a，b，c，e，f，g 厚。盡管未示出，但是應(yīng)理解第二外芯柱20的板52具有與第一外芯柱 18的部分50相同的設(shè)置。在每個部分50， 52內(nèi)，板30， 32設(shè)置為與板26、 28相同數(shù)量的組。 板30、 32中的每個由晶粒取向硅鋼構(gòu)成，并且具有從約7密耳至14密耳 的范圍內(nèi)的厚度，其中具體厚M于變壓器的應(yīng)用而選擇。板30、 32每 個具有整體構(gòu)造，并且呈梯形。在每個板30、 32中，板30、 32的相對端 以約45。的相反方向角斜接，從而為板30、 32提供主側(cè)邊和次側(cè)邊。板 30的長度不總是相同，板32的長度也不總是相同。更具體地，每一組板 30內(nèi)的長度是不同的，每一組板32內(nèi)的長度也是不同的。不同長度模式 對于板30的每一組來說是相同的，不同長度模式對于板32的每一組來說 也是相同的。每一組內(nèi)長度的不同使得能夠形成與第一和第二外芯柱18、 20的板28的多階恭接，下面將進(jìn)行充分描述。現(xiàn)在參考圖3，其示出了第一外芯柱18的下端和下軛16的第一端之 間的連接(由參考標(biāo)號54表示)的放大圖。板30的末端與下軛16的板 28的末端形成多階恭接56。例如，現(xiàn)在還參考圖5，第一外芯柱18的部 分50a的第一至第四板30a-d與下軛16的第一至第四板28a-d形成^^ 56a-d。由于在第一部分50a中的板30a-d比板28a-d窄，因此56a-d 不在板28a-d的斜接端的整個長度延伸，如所示出。第一外芯柱18的第 一至第四板30a-d以及下軛16的第一至第四板28a-d被i殳置為依次向內(nèi)。
笫一外芯柱18的第一至第四板30a-d具有依次更長的長度，而下扼16 的第一至第四板28a-d具有依次更短的長度。在這種結(jié)構(gòu)中，第一板28a 與第二板28b和30b之間的齡部56b交疊，第二板28b與第三板28c 和30c之間的M部56c交疊，第三板28c與第四板28d和30d之間的接 合部56d交疊。盡管未示出，對于第一外芯柱18中的板30的其它組，以 及在下軛16中的板28的對應(yīng)其它組，該模式被重復(fù)。這樣，在下軛16 的板28和笫一外芯柱18的板30之間形成的接合56是多階搭接，其中下 軛16的板28分別與第一外芯柱18的板30交疊。第一和第二外芯柱18、 20和上軛14及下軛16之間的其它連接(由 參考標(biāo)號58、 60、 62表示)以與連接54相同的方式來構(gòu)造，以便獲得多 階搭接。但是，應(yīng)理解，連接54， 58， 60， 62可以具有不同的構(gòu)造類型。 例如，作為具有四階M模式的連接54， 58， 60， 62的替代，連接54， 58， 60， 62可具有七階或其它數(shù)量階的搭接模式。另外，可以不j吏上軛 14和下扼16的板26， 28交疊第一和第二外芯柱18、 20的板30、 32交 疊，而使第一和第二外芯柱18、 20的板30、 32交疊上軛14和下軛16 的板26、 28。內(nèi)芯柱22包括內(nèi)芯柱板70的層疊。內(nèi)芯柱板70具有變化的寬度以 便為內(nèi)芯柱22提供十字形截面。更具體地，內(nèi)芯柱板7(H皮i殳置為不同 寬度的部分72，其中在每個部分72中，內(nèi)芯柱板70具有相同的寬度。 這在圖4中被最佳圖示，圖4示出了具有內(nèi)芯柱板70的部分 72a，b，c，d，e，f，g的內(nèi)芯柱22，所述內(nèi)芯柱板在從前向后的方向，首先依 次增加寬度，然后在中點之后依次遞減寬度。部分72a-g每個都包括一組 或多組內(nèi)芯柱板70。這樣，在部分72a和72g中的最外內(nèi)芯柱板70每個 都具有寬度W1，其為內(nèi)芯柱板70的最小寬度，而中間部分72d中的內(nèi)芯 柱板70每個都具有寬度Wn，其為內(nèi)芯柱板70的最大寬度。與第一和第 二外芯柱18， 20—樣，在層疊方向上，各個部分72a-g的厚度可以變化。 例如，如所示出，中心部分72d可以顯著比其它部分72a，b，c，e，f，g厚。在每個部分72內(nèi)，內(nèi)芯柱板70以與板26、 28相同數(shù)量(如4)的 組來設(shè)置。內(nèi)芯柱板70中的每個由晶粒取向硅鋼構(gòu)成，并具有從約7密 耳至14密耳范圍內(nèi)的厚度，其中具體厚復(fù)基于變壓器10的應(yīng)用而選擇。 內(nèi)芯柱板70每個都具有整體構(gòu)造并包括上和下尖端，其中上和下尖端中 的每個由一對每個約45°的斜接切口構(gòu)成。在通過豎直地移位內(nèi)芯柱板 70而使接合部偏移的情況下，內(nèi)芯柱板70可以全部具有相同的長度?；?br> 者，在通過不同長度的相鄰內(nèi)芯柱板70而使接合部偏移的情況下，內(nèi)芯 柱板70可以具有多個不同長度?，F(xiàn)在參考圖5,當(dāng)內(nèi)芯柱22的下端被設(shè)置到下凹槽48中時，部分72a 的第一、第二、第三、第四內(nèi)芯柱板70a，b，c，d的末端分別與下軛16的 第一、第二、第三、第四板28a，b，c，d的下內(nèi)邊40a，b，c，d相鄰接(形成 )。第一至第四內(nèi)芯柱板70a-d^L豎直地偏移，4吏得其下端被i殳置為 依次向下。為了適應(yīng)長度上的這些不同，板28a-d的下內(nèi)邊40a，b，c,d 被依次更深地切割。在這種構(gòu)造中，第一板28a與第二內(nèi)芯柱板70b和第 二板28b之間的^^部交疊，第二板28b與第三內(nèi)芯柱板70c和第三板 28c之間的"^部交疊，第三板28c與第四內(nèi)芯柱板70d和第四板28d之 間的*部交疊。盡管未示出，對于內(nèi)芯柱22中的內(nèi)芯柱板70的其它組， 以及下軛16中的板28的其它組，該模式被重復(fù)。這樣，在下軛16的板 28和內(nèi)芯柱22的內(nèi)芯柱板70之間形成多階##，其中下軛16的板28 與內(nèi)芯柱22的板70交疊。由于內(nèi)芯柱22的第一至第四內(nèi)芯柱板70a-d的下端被設(shè)置為依次向 下，因此內(nèi)芯柱22的第一至第四內(nèi)芯柱板70a，b，c，d的上端被i殳置為依 次向下。結(jié)果是，每一組內(nèi)的板26的上內(nèi)邊36 (且因此，上切口34)依 次變淺，其與下軛16相反。在該構(gòu)造中，在上軛14的板26和內(nèi)芯柱22 的內(nèi)芯柱板70之間形成豎直的多階##，其中內(nèi)芯柱板70與上軛14的 板26交疊。應(yīng)理解，內(nèi)芯柱22的內(nèi)芯柱板70可以進(jìn)^f亍不同偏移，以l更^f吏上軛 14的板26與內(nèi)芯柱板70交疊，以及內(nèi)芯柱板70與下軛16的板28交疊。 另外，內(nèi)芯柱板70可以偏移以形成七階或其它數(shù)量階的搭接模式，來代 替四階##模式。在內(nèi)芯柱板70具有不同長度的實施例中，以與上^目同的方式在上 軛14和下軛16的板26和28之間形成豎直多階恭接，然而，上輒14的 板26的上內(nèi)邊36 (以及因此上切口 34)可以與下軛16的板28的下內(nèi)邊 40(以及因此下切口 38)在深度方面具有相同的設(shè)置，因為內(nèi)芯柱板70 沒有豎直移位。組裝芯12的方法依賴于芯12的尺寸。如果芯12大，如為變壓器10 大于3000kva的情況，則芯12通過將下軛16、內(nèi)芯柱22和第一以及第 二外芯柱18、 20先水平設(shè)置來裝配，即下軛16、內(nèi)芯柱22和第一以及 第二外芯柱18、 20以豎直方向?qū)盈B。在這種情況下，芯12在安裝固定i殳
備上以多層來組裝。在第一層中， 一組板28被鋪設(shè)在安裝固定設(shè)備上， 且主側(cè)邊向外。接下來， 一組板30和一組板32被鋪設(shè)在安裝固定設(shè)備上， 其主側(cè)邊向外，且其末端分別與所述一組板28的末端鄰接，以形成多階 。然后將一組偏移的內(nèi)芯柱板70鋪設(shè)在安裝固定設(shè)備上，其中內(nèi)芯 柱板70的尖下端分別與板28的下內(nèi)邊40相鄰接，以形成多階豎直##。 這種鋪設(shè)過程針對每一層來重復(fù)，直到實現(xiàn)期望的層疊結(jié)構(gòu)。 一旦形成了 下輒16、內(nèi)芯柱22以及第一和第二外芯柱18、 20，則下軛16被夾持在 一對端框架或支架76之間，且分別在內(nèi)芯柱22以及第一和第二外芯柱 18、 20的周圍設(shè)置帶78，如圖6所示。部分形成的芯12 !51^被移動到 豎立位置，使得內(nèi)芯柱22以及第一和第二外芯柱18、 20豎直延伸。然后 分別在內(nèi)芯柱22以及第一和第二外芯柱18、 20上i殳置線圏繞組80。上 軛14然后以多組板26的形式層疊在內(nèi)芯柱22以及第一和第二外芯柱18、 20的末端上。如果芯12較小，如在變壓器10小于3000kva的情況下，除芯12在 被豎立設(shè)置時形成，即芯12的組件以水平方向?qū)盈B之外，芯12以與上述 相同的方式組裝。當(dāng)具有線圏繞組80的芯12被完全構(gòu)it^,將芯12封閉在殼體內(nèi)(未 示出)。如果變壓器IO是油浸式變壓器，則芯12^皮浸在殼體中隔間內(nèi)的 油中。如果變壓器10是干式變壓器，則芯12不浸在油中，且殼體^:置有 氣窗，以允許空氣^殼體并經(jīng)過芯12。盡管上述的芯12的組裝描述了有三個線圏繞組80被安裝到芯12， 正如當(dāng)變壓器IO是三相變壓器時的情況，但應(yīng)理解在另一實施例中，可 以有單個線圏繞組80安裝到芯12的內(nèi)芯柱22，正如當(dāng)變壓器IO是單相 變壓器時的情況?，F(xiàn)在參考圖7，其示出了才艮據(jù)本發(fā)明笫二實施例實施的芯84。除下面 將要提到的區(qū)別之外，芯84具有與芯12基4^目同的結(jié)構(gòu)，其以與芯12 基^目同的方式來構(gòu)造，并以與芯12基^目同的方式在變壓器中使用。 芯84具有內(nèi)芯柱86，而非具有內(nèi)芯柱22。內(nèi)芯柱86包括內(nèi)芯柱板90 的第一層疊88，以及內(nèi)芯柱板90的第二層疊92。第一和第二層疊88、 92沿接縫94彼此鄰接，所述接縫在內(nèi)芯柱86的縱向上延伸。第一和第 二層疊88、 92的上端^B史置在上軛14的上凹槽46中，而第一和第二層 疊88、 92的下端被設(shè)置在下扼16的下凹槽48中。在每個內(nèi)芯柱板90 中，內(nèi)芯柱板90的相對端以約45。的相反方向角斜接，從而為內(nèi)芯柱板90提供主側(cè)邊和次側(cè)邊。在內(nèi)芯柱86的每層中，第一層疊88的內(nèi)芯柱 板90的主側(cè)邊與第二層疊92的內(nèi)芯柱板90的主側(cè)邊相鄰接。利用這種 指向，在所述層的每一端處的鄰接內(nèi)芯柱板90的兩個斜接端相配合以提 供具有尖端結(jié)構(gòu)的層末端。內(nèi)芯柱板90具有變化的寬度，以便為內(nèi)芯柱86提供十字形截面。更 具體地，內(nèi)芯柱板90被設(shè)置為不同寬度的部分96，其中每個部分96包 括第一層疊88的一部分以及第二層疊92的鄰近部分。每個部分96中的 內(nèi)芯柱板90具有相同寬度。在第一和第二層疊88、 92的每個中，內(nèi)芯柱 板90的主側(cè)邊與接縫94對齊。然而，不同寬度導(dǎo)致次邊被偏移，其有利 于形成內(nèi)芯柱86的十字形截面。每個部分96中的內(nèi)芯柱板90可以從同一金屬巻中以在共同未決的美國專利申請No------中描述的方式來切割，所述申請與本申請同日提交，且名稱為"A TRANFORMER HAVING A STACKED CORE WITH A SPLIT LEG AND A METHOD OF MAKING THE SAME",其被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人并通過引用 結(jié)合于此?，F(xiàn)在參考圖8，其示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例實施的芯100。除下 面將要提到的區(qū)別之外，芯IOO具有與芯12基^目同的結(jié)構(gòu)，其以與芯 12基;^目同的方式來構(gòu)造,并以與芯12基^f目同的方式在變壓器中使用。 與芯12僅具有一個內(nèi)芯柱22不同，芯100具有三個內(nèi)芯柱22。另外， 芯IOO具有矩形截面的第一和第二外芯柱102、 104,而非象芯12—樣具 有十字形截面。此外，芯100具有上軛和下軛106、 108，其每個都包括 板的多個層疊，而非象芯12 —樣的單個層疊。此外，芯100的上輒106 具有三個上凹槽46a, b， c，而芯100的下軛108具有三個下凹槽48a， b， c， 而非象在芯12中的單個上凹槽46和單個下凹槽48。在上述構(gòu)造中，線 圏繞組分別安裝到芯100的三個內(nèi)芯柱22。上軛106包括板112的中心層疊110以;5U板118的第一和第二外層疊 114、 116。同樣，下輒108包括板122的中心層疊120以及板130的第一 和第二外層疊124、 126。板112、 122中的每個板被拉長并具有相對尖端。 板118、 130中的每個板是梯形形狀，并具有以約45。的相反方向角斜接 的相對端。在上軛106中，第一外層疊114的內(nèi)端與中心層疊110的第一 端配合以限定上凹槽46a，而第二外層疊116的內(nèi)端與中心層疊110的第 二端配合以限定上凹槽46c。同樣，在下軛108中，第一外層疊124的內(nèi) 端與中心層疊120的第一端配合以限定下凹槽48a，而笫二外層疊126的
內(nèi)端與中心層疊120的第二端配合以限定下凹槽48c。上凹槽46b在中心 層疊110中形成，而下凹槽48b在中心層疊120中形成。在上扼106中，第一和第二外層疊114、 116可以簡單地與中心層疊 IIO相鄰接，即與中心層疊IIO形成接縫，或者第一和第二外層疊114、 116的板118可以與中心層疊110的板112形成多階搭接。同樣，在下軛 108中，笫一和第二外層疊124、 126可以簡單地與中心層疊120相鄰接， 即與中心層疊120形成接縫，或者第一和第二外層疊124、 126的板130 可以與中心層疊120的板122形成多階,。根據(jù)本發(fā)明實施的變壓器芯與傳統(tǒng)的變壓器芯相比提供多種優(yōu)勢。例 如，為變壓器芯提供具有十字形截面的芯柱增加了芯的強(qiáng)度，并為芯柱提 供更大表面積用于支撐線圏繞組，而為變壓器芯提供具有矩形截面的軛簡 化了軛(并且因此及至芯)的構(gòu)造，并減小了在構(gòu)造軛(且因此及至芯) 時浪費(fèi)的鋼量。以上參考實施例對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，那些實施例是為了說明 而非限制，且這里所描述的特定實施例的其它變形和修改對于本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員是顯然的，其4^P落入本發(fā)明的意圖精神和范圍內(nèi)。因此，本 發(fā)明在范圍和效果上不限于這里所描述的這些特定實施例，也不限于與通 過本明對現(xiàn)有技術(shù)作出改進(jìn)的范圍不一致的任何其它方式。
權(quán)利要求
1. 一種變壓器，包括 (a.)芯，包括第一軛，包括層疊板，并具有在其中形成有凹槽的內(nèi)側(cè)和外側(cè)， 所述凹槽在所述板的層疊方向上延伸，并設(shè)置為從所述外側(cè)向內(nèi)，所 i^il具有相同寬度以便為所述第 一軛提供矩形截面；第二軛，包括層疊板，并具有在其中形成有凹槽的內(nèi)側(cè)和外側(cè)， 所述凹槽在所i^L的層疊方向上延伸，并設(shè)置為從所述外側(cè)向內(nèi)；內(nèi)芯柱，具有設(shè)置在所述第一軛的所述凹槽內(nèi)的第一端，以;^設(shè)置在所述第二軛的所述凹槽內(nèi)的第二端，所述內(nèi)芯柱具有十字形截 面，且包括具有不同寬度的層疊板；以及(b.)線圏繞組，其被安裝到所述內(nèi)芯柱。
2. 如權(quán)利要求1所述的變壓器，其中所述芯還包括在所述第一和第 二扼之間延伸的第一和第二外芯柱，所述第 一和第二外芯柱每個都包括層 疊板；并且其中，所述內(nèi)芯柱被設(shè)置在所述第一和第二外芯柱之間。
3. 如權(quán)利要求2所述的變壓器，其中所述第二軛的所^具有相同 寬度以 <更為所述第二軛提供矩形截面。
4. 如權(quán)利要求3所述的變壓器，其中所述第一外芯柱的所i^L具有 不同寬度，以便為所述第一外芯柱提供十字形截面，并且其中所述第二外 芯柱的所ii^l具有不同寬度，以<更為所述第二外芯柱提供十字形截面。
5. 如權(quán)利要求4所述的變壓器，其中所述線圏繞組為第一線圏繞組， 且其中，所述變壓器還包括分別安裝到所述第一和第二外芯柱的第二和第 三線圏繞組。
6. 如權(quán)利要求3所述的變壓器，還包括在所述第一軛和第二軛之間 延伸的第二和第三內(nèi)芯柱，所述第二和第三內(nèi)芯柱每個都包括層疊板。
7. 如權(quán)利要求6所述的變壓器，其中所述第二內(nèi)芯柱的所ii^L具有 不同寬度，以^更為所述第二內(nèi)芯柱提供十字形截面，且其中所述第三內(nèi)芯 柱的所i^l具有不同寬度，以便為所述第三內(nèi)芯柱提供十字形截面。
8. 如權(quán)利要求7所述的變壓器，其中所述線圏繞組為第一線圏繞組， 且其中，所述變壓器還包括分別安裝到所述第二和第三內(nèi)芯柱的第二和第 三線圏繞組。
9. 如權(quán)利要求6所述的變壓器，其中所述第一軛的所述層疊板為第 一層疊，且其中所述第一軛還包括第二層疊板和第三層疊板，所述第一、 第二和第三層疊被配置在所述第一和第二外芯柱之間的方向上；并且其中，所述第二軛的所述層疊板為第一層疊，且其中所述第二軛還包 括第二層疊板和第三層疊板，所述第一、第二和第三層疊被配置在所述第 一和第二外芯柱之間的方向上。
10. 如權(quán)利要求4所述的變壓器，其中所述第一和第二外芯柱中的所 ^每個都具有相對的斜接端，且所述第一和第二軛中的所i^L中的每個 具有相對的斜接端；其中，所述第一外芯柱的所ii^L的所述斜接端與所述第一和第二輒的 所i^l的所述斜接端形成多階搭接；以及其中，所述第二外芯柱的所ii^L的所述斜接端與所述第 一和第二軛的 所ii^L的所述斜接端形成多階搭接。
11. 如權(quán)利要求10所述的變壓器，其中所述第一和第二軛的所ii^ 中的每個都是整體的。
12. 如權(quán)利要求l所述的變壓器，其中所述內(nèi)芯柱的所述層疊板為第 一層疊板，并且所述內(nèi)芯柱還包括第二層疊板，且其中所述第一層疊沿接 縫與所述第二層疊鄰接，所述接縫在所述內(nèi)芯柱的縱向上延伸。
13. 如權(quán)利要求l所述的變壓器，其中所述第一軛的所述板中的每個 都具有由內(nèi)邊限定的V-型切口，所述切口形成所述第一軛的所述凹槽。其中，所述內(nèi)芯柱的所^的第一端形成所述內(nèi)芯柱的所述第一端； 以及其中，所述內(nèi)芯柱的所a的所述第一端與所述第一軛的所述內(nèi)邊形 成豎直多階搭接。
14. 如權(quán)利要求l所述的變壓器，其中所述內(nèi)芯柱的所iiil被i殳置為 不同寬度的部分，其中每個部分中的所述板具有相同寬度。
15. 如權(quán)利要求l所述的變壓器，其中變壓器是干式變壓器。
16. —種形成變壓器的方法，包括 (a.)提供多個第一和第二外芯柱板；(b.)提供多個內(nèi)芯柱板，所述內(nèi)芯柱板具有不同寬度；(c.)提供多個第一軛板，所述第一輒板中的每個都具有其中形成有 切口的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其中所述切口i殳置為從所迷外側(cè)向內(nèi)，所述第一輒板 具有相同寬度；(d.)層疊所述內(nèi)芯柱板、所述第一輒板以及所述第一和第二外芯柱 板，以形成第一和第二外芯柱、具有第一凹槽的第一輒，以及具有i殳置在 所述第 一凹槽中的第一端的內(nèi)芯柱，其中所述第 一外芯柱包括所述第 一外 芯柱板，所述第二外芯柱包括所述第二外芯柱板，所述內(nèi)芯柱包括所述內(nèi) 芯柱板，以及所述第一軛包括所述第一^L，所述第一凹槽在所述第一軛 的層疊方向上延伸，且由所述第一fe板的所述切口構(gòu)成；其中所述內(nèi)芯柱 板被層疊，以^更為所述內(nèi)芯柱提供十字形截面，且所述第一輒板^Ui:疊， 以便為所述第一軛提供矩形截面，以及(e.)將線圏繞組安裝到所述內(nèi)芯柱。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中層疊所述內(nèi)芯柱板、所述第一 軛板以及所述第一和第二外芯柱板包括(dl.)通過下述步驟形成芯部分在一組所述第一軛板的末端和所述一組第一外芯柱板的末端 形成M;在所述一組第一^L的其它末端和一組所迷第二外芯柱板的 末端形成^^;定位一組所述內(nèi)芯柱板，使得所迷內(nèi)芯柱板的末端被i殳置在 所述一組第一軛板的所述切口中；以及(d2.)重復(fù)步驟(dl.)以形成多個所述芯部分，并借此形成所述笫 一軛、所述內(nèi)芯柱以及所述第一和第二外芯柱；以及其中，形成所述芯部分，使得在所述第一軛以及所述第一和第二外 芯柱之間的*為多階搭接。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括提供多個第二扼板，所述第二^L中的每個具有在其中形成有切口的 內(nèi)側(cè)和外側(cè)，其中所述切口設(shè)置為從所述外側(cè)向內(nèi)；以及當(dāng)所述繞組被安裝到所述內(nèi)芯柱后，在所述內(nèi)芯柱以及所述第一和第 二外芯柱上層疊所述第二幅l，以形成具有第二凹槽的第二軛，所述第二 凹槽由所述第二扼板的所述切口形成，并容納所述內(nèi)芯柱的第二端。
19. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述第一輒板中的每個是整體的。
20. —種由權(quán)利要求16所述的方法構(gòu)成的變壓器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有層疊芯(12)的變壓器，所述層疊芯包括上軛和下軛(14，16)以及第一和第二外芯柱(18，20)。所述芯還包括一個或多個內(nèi)芯柱(22)。上軛和下軛(14，16)中的每個由層疊板(26，28)構(gòu)成，并具有矩形橫截面。每個內(nèi)芯柱(22)由層疊板70構(gòu)成并具有十字形橫截面。第一和第二外芯柱(18，20)中的每個由層疊板(30，32)構(gòu)成并可具有十字形截面。
文檔編號H01F27/245GK101147214SQ200680009809
公開日2008年3月19日 申請日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者威廉·E·波利, 拉什·B·霍頓, 查利·H·薩弗 申請人:Abb技術(shù)有限公司