开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器及其制备方法

开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器。本发明还涉及该开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法。
【背景技术】
[0002]电气化铁道有多种供电方式。其中，自耦变压器供电方式(简称AT供电)，已经成为高铁、客运及重载铁路的最主要供电方式。这种供电方式不但能够减轻电气化铁路对邻近通信线路的干扰影响，还大大降低了牵引网中的电压损失。
[0003]当牵引网采用AT供电方式时，在铁路沿线每隔1km左右需要设置一台自耦变压器，所以所需自耦变压器的数量相当可观。而降低自耦变压器损耗，对于铁路系统节能降耗具有相当大的意义。在有功损耗方面，通过改进铁芯制造工艺，降低空载损耗；在无功损耗方面，通过改变绕组和引线形式，使自耦变压器阻抗接近零，从而降低无功可变损耗。另一方面，铁路需求的变压器因地域性等差异，不具有统一性，每条铁路的产品都需要重新设计，且供求时间紧迫，所以要求自耦变压器产品能够高效制造、批量生产。
[0004]然而，目前我国的中大型变压器，其铁芯结构基本采用叠积形式，绕组采用单独绕制、后期套装的制造工艺，制造过程虽然简单，但是叠积铁芯截面积利用率不高，导致空载电流和空载损耗都比较大。而卷铁芯变压器，可以解决空载损耗和空载电流大的问题，但要求绕组必须直接绕制在铁芯上，需要专门的绕线设备，其绕制工艺复杂，绕制速度慢，并且不能与铁芯同时作业，生产效率极低，基本不能做到批量生产。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是提供一种开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，它具有经济指标适中、节能效果明显，且能够高效批量生产的特点。本发明还公开了该开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是:开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，用于电气化铁路，该变压器包括箱体，该箱体内设有铁芯和套在该铁芯上的绕组，且该绕组连接有引线，所述铁芯为单相开口卷铁芯，且该绕组为至少2个，同时，该箱体内填充有绝缘介质。
[0007]所述铁芯的断面为圆形，且该铁芯采用硅钢片卷绕而成，该些硅钢片的一侧设有断口，该些断口相互错开。
[0008]所述绕组采用圆筒式或螺旋式，且该些绕组为偶数层，该些绕组具有至少一对漏磁组，每对漏磁组层数相等，每层匝数相等。
[0009]所述引线按照层间电压相加的顺序和该些绕组进行连接。
[0010]所述箱体为钟罩式箱体或圆筒式箱体。
[0011]所述绝缘介质为变压器油或SF6气体。
[0012]该开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法，包括有绕组的装配过程，所述绕组单独绕制完成后，套装于该铁芯上。
[0013]本发明所具有的优点是:经济指标适中、节能效果明显，且能够高效批量生产。本发明的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的铁芯为单相开口卷铁芯，使该铁芯的填充系数高，且具有质量小、体积小、空载电流小、损耗小、噪声小的优点。同时，该铁芯设置断口，绕组无需直接绕制在铁芯上，从而不需要使用专用的卷铁芯绕线设备，可以在铁芯制造的同时，在普通绕线机上单独绕制，绕制速度快。绕组绕制完成后，把加工好的铁芯从断口处打开，进行绕组和绝缘件的装配。而且，当变压器产品出现问题时，可以打开铁芯的断口，对器身绝缘和绕组进行修理或者更换，极为方便。即，该变压器损耗小、噪声低、性能比较优越，并且制造过程简单，生产效率高，可以实现批量快速生产，以满足铁路紧迫的供需要求。以及，其绕组为圆筒式或螺旋式，套装完成后，引线将两柱的多个绕组按照特定的顺序连接，通过漏磁通抵消原理，使自耦变压器的阻抗接近零值，从而降低变压器的无功损耗，满足节能降耗的要求。
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明:
[0015]图1是本发明的实施例的主视透视图；
[0016]图2是本发明的铁芯和绕组的配合结构示意图。
[0017]图中:
[0018]10、箱体；
[0019]20、铁芯，21、硅钢片，22、断口 ；
[0020]30、绕组；
[0021]40、引线；
[0022]50、绝缘介质。
【具体实施方式】
[0023]实施例，见图1和图2所示:开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，用于电气化铁路。该变压器包括箱体10。该箱体10内设有铁芯20和套在该铁芯20上的绕组30，且该绕组30连接有引线40。
[0024]进一步的讲，该铁芯20为单相开口卷铁芯，该绕组30为至少2个。同时，该箱体10内填充有绝缘介质50。更具体的，该铁芯20的断面为圆形，且该铁芯20采用硅钢片21卷绕而成。而且，该些硅钢片21的一侧设有断口 22，该些断口 22相互错开。S卩，该单相开口卷铁芯20由自动开口环形卷铁芯数控设备进行剪料，开出曲线硅钢片条料，然后卷绕成带有开口的圆形截面开口卷铁芯，此铁芯20的每层硅钢片21中都有一个断开即前述的断口 22。该断开位置位于该铁芯20的上铁轭或下铁轭位置，每层的断开点在铁芯卷绕机的控制下按照一定的规律或要求进行排列，保证该些断口 22相互错开。这样，该铁芯20具有较高的填充系数，且质量小、体积小、空载电流小、损耗小、噪声小。以及，由于具有断口 22，故而该开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法，可以采用常规的工艺，但是在该绕组30装配过程中，该绕组30单独绕制完成后，套装于该铁芯20上。S卩，将该铁芯20和该绕组30分别加工完成后，进行器身装配。装配时，将该些断口 22处的硅钢片21逐层打开，将绕制完成后的绕组30套入该铁芯20上并同时进行绝缘件装配，之后再将该铁芯20的硅钢片21在断口 22处闭合绑扎牢固，安装上下夹件即可。这样，提高了生产效率，可以实现批量快速生产。
[0025]更进一步的讲，该些绕组30采用圆筒式或螺旋式，且该些绕组30为偶数层，该些绕组30具有至少一对漏磁组，每对漏磁组层数相等，每层匝数相等。或者说，该些绕组30为偶数层，通过把该些绕组30划分成产品所需要的漏磁组数，每对漏磁组磁动势平衡层数相等，每层匝数相等。如此，按照漏磁相抵、主磁通相加的原则确定每层绕向，并进行交错连接，以实现漏磁相抵，实现降低无功损耗的目的。
[0026]继续优化:
[0027]该引线40按照层间电压相加的顺序和该些绕组30进行连接。这样，以较为简单的工艺方法实现产品的功能要求。
[0028]该箱体10为钟罩式箱体或圆筒式箱体。钟罩式箱体便于检修且便于现场起吊，而圆筒式箱体则较为美观和不易渗漏。
[0029]该绝缘介质50为变压器油或SF6气体。其中，变压器油主要用作绝缘介质和散热功能，且价格低廉；SF6气体具有耐电强度高且具有隔爆阻燃的特点，一般用于对防火要求高的场合。
[0030]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，用于电气化铁路，该变压器包括箱体(10)，该箱体(10)内设有铁芯(20)和套在该铁芯(20)上的绕组(30)，且该绕组(30)连接有引线(40)，其特征在于:所述铁芯(20)为单相开口卷铁芯，且该绕组(30)为至少2个，同时，该箱体(10)内填充有绝缘介质(50)。2.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，其特征在于:所述铁芯(20)的断面为圆形，且该铁芯(20)采用硅钢片(21)卷绕而成，该些硅钢片(21)的一侧设有断口(22)，该些断口(22)相互错开。3.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，其特征在于:所述绕组(30)采用圆筒式或螺旋式，且该些绕组(30)为偶数层，该些绕组(30)具有至少一对漏磁组，每对漏磁组层数相等，每层匝数相等。4.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，其特征在于:所述引线(40)按照层间电压相加的顺序和该些绕组(30)进行连接。5.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，其特征在于:所述箱体(10)为钟罩式箱体或圆筒式箱体。6.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，其特征在于:所述绝缘介质(50)为变压器油或SF6气体。7.根据权利要求1所述的开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法，包括有绕组的装配过程，其特征在于:所述绕组单独绕制完成后，套装于该铁芯(20)上。
【专利摘要】本发明公开了一种开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器，用于电气化铁路，该变压器包括箱体，该箱体内设有铁芯和套在该铁芯上的绕组，且该绕组连接有引线，所述铁芯为单相开口卷铁芯，且该绕组为至少2个，同时，该箱体内填充有绝缘介质。本发明的优点是：经济指标适中、节能效果明显，且能够高效批量生产。本发明还公开了该开口卷铁芯微漏感节能自耦变压器的制备方法。
【IPC分类】H01F27/30, H01F41/04, H01F30/02, H01F27/24
【公开号】CN104900381
【申请号】CN201510388750
【发明人】由振忠, 张亚新, 李晓新, 张冬冬, 孙禹文, 刘贺江, 荣健, 星成武
【申请人】中铁电气化局集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年7月3日