一种立体卷铁心及其绕制工艺

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种立体卷铁心及其绕制工艺。

背景技术

随着电网的发展，节能要求越来越高，因此对于变压器的性能要求也不断的提高，由于非晶合金的磁导率、激磁电流和铁损等各方面都优于硅钢片，因此变压器厂家都在不断的对非晶合金产品进行研发。

目前，市场上的非晶合晶带材142mm、170mm、213mm等几种规格，当变压器容量增大时，按照常规的做法是使用不同规格的非晶合晶带材并列绕制成柱形条带，但按照常规方法绕制，存在一下问题：

1、使用非晶带材并拼凑绕制，连接的接缝大，因此导致空载损耗、空载电流以及噪音偏大；

2、非晶带材料薄、且脆，在绕制的时候，接缝过多，容易导致材料倒塌，威胁着操作人员的安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立体卷铁心及其绕制工艺，以解决现有技术中立体卷铁心绕制非晶带材时，非晶带材的接缝过大，导致空载损耗、空载电流以及噪音偏大的技术问题。

本发明提供一种立体卷铁心绕制工艺，用于绕制组成立体卷铁心的铁心框，所述铁心框依次经过以下步骤绕制而成：

将铁心内框装在卷绕设备上；

将第一整带的一端部固定在所述铁心内框上并进行卷绕；

在所述第一整带卷绕完成时，将若干料带并列和/或重叠连接在所述第一整带的末端或末层，并对若干所述料带同时进行卷绕使得若干所述料带之间的拼接缝隙错开；

在若干所述料带卷绕完成时，将第二整带连接在所述料带的末端或末层，并对所述第二整带进行卷绕，所述第二整带卷绕完成得到铁心框。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述料带包括非晶带材和硅钢片带材。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，在所述第一整带卷绕完成时，将若干料带并列和/或重叠连接在所述第一整带的末端或末层，并对若干所述料带同时进行卷绕使得若干所述料带之间的拼接缝隙错开的步骤中，每隔若干层所述非晶带材中掺入一次所述硅钢片带材或将所述硅钢片带材与若干层所述非晶带材一同连续卷绕。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述第一整带为非晶带材或硅钢片带材。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述第二整带为非晶带材或硅钢片带材。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述拼接缝隙的错开距离至少为5mm。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述硅钢片带材的宽度为其所在层数所需的整带宽度。

如上所述的立体卷铁心绕制工艺，所述料带的绕制为多级料带绕制。

本发明还提供一种立体卷铁心，由一个或多个铁心框组合而成，所述铁心框采用如上任一项所述的立体卷铁心绕制工艺绕制而成。

如上所述的立体卷铁心，所述铁心由三个铁心框组合而成，三个所述铁心框两两拼接形成三个铁心柱。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

在本发明中，采用若干料带同时进行卷绕，使各料带之间的拼接缝隙错开，避免形成在截面连续的拼接缝隙，改善了铁心的空载损耗、空载电流以及噪音的性能；且若干料带同时卷绕能够使各料带之间的拼接缝隙相互覆盖，提高铁心的机械强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明实施例示出的立体卷铁心的结构示意图；

图2为本发明实施例示出的铁心框的结构示意图；

图3为本发明实施例示出的铁心框的主视图；

图4为本发明实施例示出的卷绕设备的结构示意图。

其中：1、铁心内框；2、铁心框；3、铁心柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种立体卷铁心绕制工艺，用于绕制组成立体卷铁心的铁心框，所述铁心框依次经过以下步骤绕制而成：

将铁心内框装在卷绕设备上，卷绕设备上设有卷绕装置，卷绕装置包括用于安装所述铁心内框的安装架和能够驱动铁心内框转动的卷绕电机，在卷绕前，将铁心框的尺寸参数输入到卷绕设备的控制台上，启动设备后，卷绕装置会自动卷绕对应尺寸的铁心框。

将第一整带的一端部固定在所述铁心内框上并进行卷绕，将第一整带的端部固定在所述铁心内框上，启动卷绕装置，开始卷绕第一整带，直至将所述第一整带全部卷绕在所述铁心内框上。

在所述第一整带卷绕完成时，将若干料带并列和/或重叠连接在所述第一整带的末端或末层，并对若干所述料带同时进行卷绕使得若干所述料带之间的拼接缝隙错开，若干所述料带可以是交替错开，也可以是连续错开，若干所述料带并列绕制为单层料带并列绕制；若干所述料带重叠绕制为多层料带绕制。非晶带材是铁心绕制的主要材料，当非晶带材宽度足够的位置采用整带直接绕制，如第一整带的绕制，当非晶带材宽度不足时，采用多个料带并列和/或重叠连接，拼接组合成所需的宽度，同时绕制多条料带，能够将料带与料带之间的拼接缝隙错开，避免在铁心的截面上产生连续的缝隙，避免导致铁心空载损耗、空载电流以及噪音大的问题，且若干料带同时卷绕能够使各料带之间的拼接缝隙相互覆盖，提高铁心的机械强度。

在若干所述料带卷绕完成时，将第二整带连接在所述料带的末端或末层，并对所述第二整带进行卷绕，所述第二整带卷绕完成得到铁心框。通过结合第一整带绕制、第二整带绕制以及若干料带拼接绕制，能够实现大容量变压器的铁心绕制，从而克服非晶合金料带宽度不足的问题。

进一步地，所述料带包括非晶带材和硅钢片带材。由于非晶带材比较薄，且比较脆，在绕制的时候，接缝过多容易导致非晶带材倒塌，威胁着操作人员的安全，所以本方案在非晶带材的拼接层中，掺入部分硅钢片带材，能够进一步提高铁心的机械强度，防止因拼接缝过多导致非晶带材在卷绕过程中倒塌，而硅钢片带材的掺入比例可以根据实际需求调整。

进一步地，在所述第一整带卷绕完成时，将若干料带并列和/或重叠连接在所述第一整带的末端或末层，并对若干所述料带同时进行卷绕使得若干所述料带之间的拼接缝隙错开的步骤中，每隔若干层所述非晶带材中掺入一次所述硅钢片带材或将所述硅钢片带材与若干层所述非晶带材一同连续卷绕。

进一步地，所述第一整带可以采用非晶带材或硅钢片带材；所述第二整带也可以采用非晶带材或硅钢片带材。所述第一整带与所述第二整带可以采用相同宽度的带材，也可以采用不用宽度的带材，所述非晶带材为非晶合金带材，其可以是铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金、纳米晶合金中的任一种。

进一步地，所述拼接缝隙的错开距离至少为5mm，能够保障所述料带之间的紧密程度，减小拼接的缝隙。

进一步地，所述硅钢片带材的宽度为其所在层数所需的整带宽度，使得硅钢片带材能够充分覆盖在非晶带材上，提升铁心框的机械强度，且能遮盖拼接缝隙，使铁心框绕制更加均衡，避免非晶带材发生倒塌。

所述料带的绕制为多级料带绕制，若干料带同时绕制的部位，设置在铁心的连续级位置或不连续级位置。具体地，所述料带卷绕为对多级料带进行卷绕，上一级料带即将卷绕完成时，使用下一级料带与上一级料带末端连接，继续进行卷绕。采用多级料带卷绕更加符合现有的卷铁心的生产。

在另一个实施例中，参见图1-图4，本发明还提供一种立体卷铁心，在采用本发明的立体卷铁心绕制工艺绕制的铁心框2后，把铁心框2组合，则得到立体卷铁心，所述立体卷铁心可由一个或多个铁心框2组合而成，本方案的立体卷铁心是由，三个铁心框2组合而成，由所述铁心框2组成的立体卷铁心具有空载损耗低、空载电流低、噪声低和成本低等优点。

进一步地，三个所述铁心框2两两拼接形成三个铁心柱3，所述铁心框2具有铁心内框1，所述铁心内框1能装配到卷绕装置的安装架上，使得所述铁心内框1能够在所述卷绕装置上卷绕形成铁心框2。

卷铁心制作工艺，一般包括裁片、卷绕、组装、退火和成型五个步骤。在铁心卷绕之前，需将料带进行裁切，得到所述第一整带、所述第二整带以及若干所述料带，先将第一整带卷绕在所述铁心内框1上，再将若干所述料带连接在所述第一整带的末端，该连接可以是并列连接，可以是重叠连接，也可以是同时采用并列连接和重叠连接，将连接好的若干所述料带同时卷绕到所述铁心内框1，最后将第二整带连接到所述料带的末端并卷绕到所述铁心内框1上，得到铁心框2，取三个铁心框2组装成卷铁心后，需要进行常规的退火工序。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。