[實用新型]制造變壓器卷鐵芯元件的四維成型模具和卷鐵芯元件

有效

• 申請號: 201220451375.6
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202871559U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 馬志剛
• 申請（專利權）人: 廣東嶺先技術投資企業（有限合伙）
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F27/24;H01F27/08;B21F3/00
• 代理公司: 北京卓言知識產權代理事務所(普通合伙) 11365
• 代理人: 龔清媛;趙國虹

技術領域

本實用新型涉及一種制造變壓器卷鐵芯元件的四維成型模具和采用該模具獲得的卷鐵芯元件，三個卷鐵芯元件合成立體卷鐵芯，屬于電力變壓器的鐵芯制造技術領域。

背景技術

眾所周知，鐵芯是構成電力變壓器磁路不可缺少的核心部件，它由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成，鐵芯柱上套裝有繞組，而鐵軛使整個磁路形成閉合回路。現有卷繞式鐵芯(簡稱卷鐵芯)由一硅鋼帶連續卷繞制成，三維立體卷鐵芯由三個卷鐵芯元件合成，這種鐵芯的具有相同的平行中心線的三個鐵芯柱呈三角形布置，每個芯柱由兩個相鄰卷鐵芯元件兩兩扣合而成，構成由三個框架組合成的三相變壓器的三柱立體結構，在垂直于中心線的橫截面上三個鐵心柱的中心的連線為等邊三角形，三相繞組套裝在三個鐵心柱上，成正三角形布置。由于三個鐵芯柱體的磁路對稱分布，使得空載電流也是對稱分布，卷鐵芯特別是立體卷鐵芯比傳統的疊層式鐵芯具有顯著的優點，整體體積更小、鐵芯損失減小，因此具有更多的優勢。目前立體卷鐵芯元件的制作采用了卷繞成形法，即將一張裁剪好的鐵芯片料(也叫導磁材料、帶材、鐵芯胚材)通過卷繞設備卷制成卷鐵芯元件。下面結合四個現有技術專利舉例說明卷繞成形法及用該方法制造卷鐵芯存在的問題。

專利號為01215038.X的實用新型公開了一種D型卷繞式三維立體變壓器，它的卷鐵芯元件為采用卷繞成形法制成的由4個直部組成的矩形鐵芯，由于這種鐵芯結構的導磁材料在兩個直部之間不可避免地形成了集中的劇烈的彎曲變形，所以應力集中在四個角的弧部，應力不均勻導致鐵芯穩定性較差，且沒有設置開/閉軛結構，然而無開/閉軛結構的卷鐵芯元件對于后續的套裝繞組工藝和更換繞組操作增添了極大的困難。專利號為97221225.6的實用新型公開了一種變壓器鐵芯卷繞裝置，從它可進一步了解卷繞成形法各工序所動用的專用設備多，工藝操作復雜，生產效率低，制造成本昂貴，需要較大的卷繞拉力，由于多層并聯的導磁材料存在的彈力給鐵芯定形造成困難，較大的卷繞拉力仍不能有效壓緊鐵芯，并且還會使導磁材料的內部晶格發生改變需增加后續回火處理工藝予以恢復。專利號為02130844.6的發明專利公開了一種空間三角對稱R型電力變壓器鐵心卷繞成形控制方法，它是卷繞成形法的輔助方法，該方法采用復雜的運動控制裝置，以對帶材在卷繞工藝中的運動進行實時檢測和糾偏，使帶材從準確的位置送入卷繞設備，運動控制裝置還可控制步進電機的速度，以實現對帶材的送進速度的實時糾偏，顯然，該減小鐵芯橫截面和實體的成形誤差的控制裝置非常復雜。由于卷繞成形法卷制的卷鐵芯元件不宜設置開/閉軛結構的自身閉合鐵芯，所以無法在芯柱上套裝已繞制成的繞組部件，為解決這一問題，01248127.0號實用新型專利提供了一種卷鐵心繞線機，通過這種卷鐵心繞線機，可以在自身閉合鐵芯上直接繞制線繞組，但繞制箔繞組還需專門的設備。由此可見，現有技術的鐵芯卷繞成形法很難制作套裝箔繞組的卷鐵芯，存在作業性惡化的諸多問題，這些不利影響使其發展與應用受到嚴重制約。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種克服了上述作業性惡化的諸多問題的用于制造新式變壓器立體卷鐵芯的四維成型模具，構成這種變壓器鐵芯的三個卷鐵芯元件中的每個卷鐵芯元件由多層開口對接式導磁片料疊卷而成。通過將鐵芯截面(二維)和外形(二維)同時定形，并利用開口對接式鐵芯片料的彈力幫助壓緊自身，解決了現有卷繞法需要較大的卷繞拉力而導致的諸多問題，且可利用短料，可減小磁阻，制造成本低。

本實用新型的另一個目的是提供一種用四維成形模具制造的卷鐵芯元件，采用本實用新型的四維成型模具制造的卷鐵芯元件具有雙弧形跑道外形，應力均勻，穩定性很好。

為了實現上述目的，本實用新型采用了如下的幾種技術方案。

一種四維成型模具，用于將鐵芯片料制成卷鐵芯元件，該四維成型模具2包括基座20和多個固定件21，所述基座20上設有成型槽201和用于容納預埋固定件21的預埋槽202，所述的各固定件21分布在成型槽201上，用于將鐵芯片料1固定、并預定形為卷鐵芯預形12。所述的成型槽201具有封閉的環形框架形狀結構2013，用于約束卷鐵芯元件10的外形成型；所述的成型槽201的橫向截面為二維芯柱截面形狀結構2011，其縱向截面為二維環路截面形狀結構2012，分別用于約束卷鐵芯元件10的芯柱、軛的截面成型，以使卷鐵芯元件10在所述成型槽201內同時實現外形和截面的定形。所述的預埋槽202分別圍繞環形的成型槽201設置，所述的固定件21安裝在對應的預埋槽202內，固定件21本身并不侵占成型槽201內的由二維芯柱截面形狀結構2011限定的空間和由二維環路截面形狀結構2012限定的空間。