[發明專利]具有帶十字形芯柱的層疊芯的變壓器及其制造方法

有效

• 申請號: 200680009809.4
• 申請日: 2006-03-27
• 公開（公告）號: CN101147214A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 威廉·E·波利;查利·H·薩弗;拉什·B·霍頓
• 申請（專利權）人: ABB技術有限公司
• 主分類號: H01F27/245
• 分類號: H01F27/245;H01F30/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李德山;楊生平

技術領域

本發明涉及變壓器，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來制造這種變壓器的方法。

背景技術

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粒可以被梳理到一定方向以減小磁場損耗。所述板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圈。傳統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DeLaurentis等人的專利中的芯，提供附加的支撐和強度，但是這種芯通常更難制造并且導致更多鋼被浪費。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勢，但是制造更簡單并且減少了浪費的鋼量。本發明涉及這種變壓器芯及其制造方法。

發明內容

根據本發明，提供了具有層疊式芯的變壓器。該芯設置有由層疊板構成的第一軛，且該第一軛具有其中形成有凹槽的內側和外側。所述凹槽在板的層疊方向上延伸，并設置為從外側向內。所述板具有相同的寬度，以便提供具有矩形截面的第一軛。所述芯還設置有由層疊板構成的第二軛，且該第二軛具有其中形成有凹槽的內側和外側。所述凹槽在板的層疊方向上延伸，并設置為從外側向內。內芯柱的第一端被設置在第一軛的凹槽內，而內芯柱的第二端被設置在第二軛的凹槽內。所述內芯柱具有十字形截面并且由具有不同寬度的層疊板構成。線圈繞組被安裝到所述芯的內芯柱。

根據本發明，還提供了一種構成具有層疊式芯的變壓器的方法。根據本方法，提供了多個第一和第二外芯柱板，以及多個內芯柱板。所述內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側和外側。所述切口設置為從外側向內。內芯柱板、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，以及具有設置于第一凹槽內的第一端的內芯柱。第一外芯柱由第一外芯柱板構成，第二外芯柱由第二外芯柱板構成，內芯柱由內芯柱板構成，而第一軛由第一軛板構成。第一凹槽在第一軛的層疊方向上延伸，所述內芯柱板被層疊以便為內芯柱提供十字形截面，并且所述第一軛板被層疊以便為第一軛提供矩形截面。線圈繞組被安裝到所述內芯柱。

附圖說明

參考以下描述、所附權利要求以及附圖，本發明的特征、方面以及優勢將更得到更好的理解，其中：

圖1示出了根據本發明的第一實施例構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示出了變壓器芯的第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示出了根據本發明的第二實施例實施的第二變壓器芯的正視圖；以及

圖8示出了根據本發明第三實施例實施的第三變壓器芯的正視圖；

具體實施方式

應注意，在下面的詳細描述中，同樣組件具有相同的參考標號，而無論它們是否是出現在本發明的不同實施例中。還應注意，為了清楚簡明地揭示本發明，附圖可能沒有完全按規定比例，且本發明的某些特征可能是以某些示意形式來示出的。

本發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的構造尤其適用于干式變壓器中。現在參考圖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。內芯柱22被設置在第一和第二外芯柱18、20之間大約中間的位置，內芯柱22具有連接到上軛14的上端以及連接到下軛16的下端。通過這種構造，兩個窗口24在內芯柱22和第一以及第二外芯柱18、20之間形成。