一种变压器铁芯的制造架、制造装置和制造方法与流程

1.本发明涉及变压器铁芯领域，具体涉及一种变压器铁芯的制造架、制造装置和制造方法。


背景技术：

2.变压器的铁芯是变压器中主要的磁路部分，铁芯的磁路非常小，通过铁芯能够得到很强的感应磁场，铁芯是与绕在上面的线圈组成完整的电磁感应系统。铁芯包括套线圈的铁芯柱以及不套线圈只起闭合磁路作用的铁轭，其中铁芯柱是由多个铁芯柱铁片叠置构成，铁轭由多个铁轭铁片叠置构成，从而构成空心的铁芯结构，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组为初级线圈，其余的绕组为次级线圈。
3.三相变压器由三个单相变压器演变而成，每相的主磁通必须通过另外两相的磁路方能闭合，故三相磁路彼此相关。一般三相变压器的铁芯呈平面结构形式，三相的磁路长度不等，中间一相的磁路短，其余两相的磁路长，导致三相磁阻稍有差别。当外施三相对称电压时，三相空载电流就会不相等，磁路长短不相同，磁路方向也不相同，而中间一相的电流小，另外两相大，从而对变压器的负载运行有影响，造成一部分损失。
4.为了克服上述缺陷，公开号为cn110459385a的中国发明专利公开了一种变压器及其铁芯，该专利将变压器铁芯改造成了“y”型结构，“y”型结构的各条边分别由多个折弯的铁轭铁片并排叠合而构成，从而解决磁路对称的问题。
5.公开号为cn112259339a的中国发明专利公开了一种该“y”型结构变压器铁芯的制造方法及制造装置，该制造方法首先需利用相配套的v型凸起和v型槽之间来进行铁轭铁片的弯折、叠合操作，然后再利用夹具对叠合好的铁芯单元进行固化处理。其缺点在于：弯折、叠合操作和固化处理分别需要使用两种不同的装置。


技术实现要素：

6.为解决背景技术中现有变压器铁芯的制造方法在进行弯折、叠合操作和固化处理时分别需要使用两种不同的装置的问题，本发明提供了一种变压器铁芯的制造架，具体技术方案如下。
7.一种变压器铁芯的制造架，包括用于夹持上铁轭铁片的上夹件、用于夹持下铁轭铁片的下夹件，以及连接上夹件和下夹件的第一连接杆；所述第一连接杆的两端分别设有上顶板和下顶板，所述上顶板和下顶板均与所述第一连接杆垂直；上夹件和下夹件位于上顶板和下顶板之间；所述上顶板与下顶板之间的间距与变压器铁芯的高度一致。
8.上述结构通过设置上顶板和下顶板，使得变压器铁芯的弯折、叠合操作和固化处理只需通过这一套设备即可实现。
9.优选地，所述上夹件包括三个呈“y”字形间隔布置的上外夹板、设于三个所述上外夹板中心处的上夹块、以及第二连接杆；所述上夹块的形状为三棱柱；三个所述上外夹板分别与上夹块的三个侧面一一对应布置，三个所述上外夹板通过所述第二连接杆分别与上夹
块的三个侧面连接，将上铁轭铁片夹持在上外夹板与上夹块之间；
10.所述下夹件包括三个呈“y”字形间隔布置的下外夹板、设于三个所述下外夹板中心处的下夹块、以及第三连接杆；所述下夹块的形状为三棱柱；三个所述下外夹板分别与下夹块的三个侧面一一对应布置，三个所述下外夹板通过所述第三连接杆分别与下夹块的三个侧面连接，将下铁轭铁片夹持在下外夹板与下夹块之间；
11.所述第一连接杆的两端分别与上夹块和下夹块连接。
12.优选地，所述上外夹板和下外夹板形状一致，包括依次相连的第一直板、第一圆弧板、第二直板，第一直板与第二直板的夹角为120
°
；
13.所述上夹块和下夹块的三个侧面均为弧面；所述弧面与所述第一圆弧板同圆心，且所述弧面的圆弧半径其中r1为第一圆弧板的圆弧半径，d为变压器铁芯的厚度。
14.本装置针对y型变压器铁芯的制作，因此上外夹板、下外夹板、上夹块和下夹块的轮廓与铁芯的形状匹配。
15.优选地，所述第二连接杆远离所述上夹件的一端还连接有第一延长杆；所述第三连接杆远离所述下夹件的一端还连接有第二延长杆；所述第一延长杆和第二延长杆的表面均设有螺纹；
16.所述第一圆弧板的中部设有可被第二连接杆、第三连接杆、第一延长杆或第二延长杆穿过的贯穿孔。
17.由于上夹块和下夹块侧面为弧面，铁轭铁片在弯折之前在夹块上叠合，此时铁轭铁片与弧面之间存在较大空隙，因此需要设置延长杆以弥补该空隙。在铁轭铁片弯折操作完成后，该空隙被填满，此时再将延长杆取下即可。
18.优选地，上外夹板的两端设有第一螺栓孔；下外夹板的两端设有第二螺栓孔。由此，相邻两个上外夹板之间可通过螺栓穿过第一螺栓孔进行紧固，相邻两个下外夹板之间可通过螺栓穿过第二螺栓孔进行紧固。
19.优选地，还包括支撑板，支撑板包括依次相连的第三直板、第二圆弧板、第四直板，第三直板与第四直板的夹角为120
°
；所述第二圆弧板的圆弧半径与所述弧面的圆弧半径一致；所述第二圆弧板的中部设有安装孔。
20.由此，在对一相铁轭铁片进行弯折操作时，可将支撑板的第二圆弧板紧贴并通过螺纹紧固件穿过安装孔，将支撑板固定在其它两相对应的上/下夹块对应的弧面上，此时支撑板的第三直板和第四直板可对待弯折的铁轭铁片的两端起到支撑作用，防止铁轭铁片的两端在弯折过程中变形。
21.基于相同的发明构思，本发明还提供一种变压器铁芯的制造装置，包括上述变压器铁芯的制造架以及上述支撑板，还包括用于放置所述变压器铁芯的制造装置的安装架；所述安装架包括安装座以及设于安装座两端的两个支架；两个所述支架的间距小于所述第一连接杆的长度且大于所述上顶板与下顶板之间的间距；
22.所述上顶板和/或下顶板与所述支架之间设有定位结构。
23.使用时，将制造架水平放置在安装架上，制造架可以第一连接杆为旋转轴进行旋转。进一步地，还设置了定位结构，用于将制造架定位在安装架上，方便分别对变压器铁芯
的三相进行操作。
24.优选地，所述定位结构包括三个均匀开设在所述上顶板和/或下顶板上的第一定位孔、开设在安装支架上的第二定位孔，以及可穿过所述第一定位孔和第二定位孔的定位销。
25.基于相同的发明构思，本发明还提供一种变压器铁芯的制造方法，该方法利用上述变压器铁芯的制造装置，包括如下步骤：
26.s1、将制造架定位在安装架上；
27.s2、在上、下夹块的第二、三侧面上安装支撑板；在上、下夹块的第一侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折；
28.s3、解除定位，将制造架旋转120
°
后，再次将制造架定位在安装架上；拆下安装在上、下夹块的第二侧面上的支撑板；在上、下夹块的第二侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折；
29.s4、解除定位，将旋转后的制造架再次旋转120
°
，再次将制造架定位在安装架上；拆下安装在上、下夹块的第三侧面上的支撑板；在上、下夹块的第三侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折。
30.具体地，上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折包括如下步骤：
31.将第二连接杆的一端与上夹块的一侧面连接，另一端与第一延长杆连接；将第三连接杆的一端与下夹块的一侧面连接，另一端与第二延长杆连接；所述上夹块的一侧面与下夹块的一侧面在同一曲面上；
32.将多个上铁轭铁片通过其中部的孔穿过第一延长杆、第二连接杆后，依次叠放在所述上夹块的一侧面；将多个下铁轭铁片通过其中部的孔穿过二延长杆、第三连接杆后，依次叠放在所述下夹块的一侧面；
33.将上外夹板穿过第一延长杆，在第一延长杆上套设螺母并拧紧以使上铁轭铁片弯折；将下外夹板穿过第二延长杆，在第二延长杆上套设螺母并拧紧以使下铁轭铁片弯折。
34.由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明使得变压器铁芯的弯折、叠合操作和固化处理只需通过一套设备即可实现。此外，通过设置安装架，方便利用本发明分别对变压器铁芯的三相进行操作。
附图说明
35.图1为本发明变压器铁芯的制造架的结构示意图；
36.图2为本发明固定套的结构示意图；
37.图3为图2的俯视图；
38.图4为本发明上夹块的结构示意图；
39.图5为图4的俯视图；
40.图6为本发明上顶板的结构示意图；
41.图7为上外夹板的结构示意图；
42.图8为图7的正视图；
43.图9为本发明第一圆弧板弧面半径与上夹块侧面弧面半径的关系示意图；
44.图10为本发明第二连接杆的结构示意图；
45.图11为图10的正视图；
46.图12为图11的a
‑
a剖视图；
47.图13为本发明第一延长杆的结构示意图；
48.图14为本发明绝缘套管的结构示意图；
49.图15为图14的俯视图；
50.图16为套设有绝缘套管的第一延长杆的结构示意图；
51.图17为本发明第一连接杆的结构示意图；
52.图18为本发明第三连接杆、第二延长杆与下夹块的连接关系示意图；
53.图19为本发明安装架的结构示意图；
54.图20为本发明变压器铁芯的制造架安装在安装架上时的状态示意图；
55.图21为本发明支撑板的结构示意图；
56.图22为图21的俯视图；
57.图23为安装第一相铁轭铁片时的状态示意图；
58.图24为安装第二相铁轭铁片时的状态示意图。
具体实施方式
59.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
60.实施例1
61.参见图1，一种变压器铁芯的制造架，包括用于夹持上铁轭铁片的上夹件、用于夹持下铁轭铁片的下夹件，以及用于连接上夹件和下夹件的第一连接杆1。所述上夹件的上方设有上顶板2，所述下夹件的下方设有下顶板3。所述上顶板2和下顶板3均与所述第一连接杆1垂直。所述上顶板2与下顶板3之间的间距与变压器铁芯的高度一致。
62.具体地，所述上夹件包括三个呈“y”字形间隔布置的上外夹板41以及设于三个所述上外夹板41中心处的上夹块42。上夹块42的形状为三棱柱；三个所述上外夹板41分别与上夹块42的三个侧面一一对应布置。
63.所述下夹件包括三个呈“y”字形间隔布置的下外夹板51以及设于三个所述下外夹板中心处的下夹块52；所述下夹块52的形状为三棱柱；三个所述下外夹板51分别与下夹块52的三个侧面一一对应布置。
64.如图1
‑
图6所示，所述第一连接杆1的两端、上部和下部还设有固定套11，固定套11是圆柱形，其中部设有供第一连接杆1穿过的贯穿孔。上夹块42和上顶板2的中心处竖向开设有可被第一连接杆1穿过的通孔，下夹块52和下顶板3的中心处竖向开设有可被第一连接杆1穿过的通孔。上夹块42和上顶板2被位于第一连接杆1顶端和上部的两个固定套11夹在两者之间，下夹块52和下顶板3被位于第一连接杆1底端和下部的两个固定套11夹在两者之间。如图1和图3所示，固定套11的侧面设有螺纹孔111，可通过螺丝通过该螺纹孔111将固定套11固定在第一连接杆1上，以方便根据铁芯高度来调节固定套11在第一连接杆1上的位置。
65.如图1、图4
‑
图6所示，上夹块42和上顶板2上还开设有相匹配的定位孔21，可通过定位销穿过该定位孔21实现上夹块42和上顶板2的相互定位。下夹块52和下顶板3上还开设有相匹配的定位孔21，可通过定位销穿过该定位孔21实现下夹块52和下顶板3的相互定位。
66.如图7
‑
图9所示，所述上外夹板41和下外夹板51形状一致，包括依次相连的第一直板411、第一圆弧板412、第二直板413，第一直板411与第二直板413的夹角为120
°
。
67.如图9和图20所示，所述上夹块42和下夹块52的三个侧面均为弧面；所述弧面与所述第一圆弧板同圆心，且所述弧面的圆弧半径其中r1为第一圆弧板的圆弧半径，d为变压器铁芯的厚度。则为铁轭铁片弯折成型后，夹在弧面与第一圆弧板之间的铁轭铁片的厚度的和。
68.如图1、图10
‑
图18所示，还包括三个第二连接杆43、三个第三连接杆53，以及表面设有螺纹的第一延长杆44和第二延长杆54。
69.所述第二连接杆43的一端设有第一螺纹端431，所述弧面上设有与第一螺纹端431匹配的第一螺纹孔。所述第二连接杆43的另一端设有第二螺纹孔432，所述第一延长杆44的一端设有与第二螺纹孔432匹配的第二螺纹端441。第一螺纹端431的两侧以及第一延长杆44的另一端的两侧均铣有矩形缺口，便于螺纹连接。
70.所述第三连接杆53的一端设有第三螺纹端531，所述弧面上设有与第三螺纹531端匹配的第三螺纹孔。所述第三连接杆53的另一端设有第四螺纹孔532，所述第二延长杆54的一端设有与第四螺纹孔532匹配的第四螺纹端541。第三螺纹端531的两侧以及第二延长杆54的另一端的两侧均铣有矩形缺口，便于螺纹连接。
71.所述第二连接杆43、第三连接杆53上还套设有绝缘套管7。
72.如图1和图8所示，所述第一圆弧板的中部设有可被绝缘套管7穿过的贯穿孔。
73.如图1
‑
图18所示，组装时，将第一螺纹端431旋入第一螺纹孔内，即可使第二连接杆43的一端与上夹块42的侧面连接，将第二螺纹端441旋入第二螺纹孔432内，即可使第二连接杆43的另一端与第一延长杆44的一端连接；将第三螺纹端531旋入第三螺纹孔内，即可使第三连接杆53的一端与下夹块52的侧面连接，将第四螺纹端541旋入第四螺纹孔532内，即可使第三连接杆53的另一端与第一延长杆54的一端连接。
74.上铁轭铁片、下铁轭铁片也设有可被绝缘套管7穿过的贯穿孔。将多个上铁轭铁片依次穿过第一延长杆44和第二连接杆43，完成上铁轭铁片的叠片操作后，即可将上外夹板41可通过其中部的贯穿孔穿入第二连接杆43，然后通过螺母紧固，使上铁轭铁片弯折。将多个下铁轭铁片依次穿过第二延长杆54和第三连接杆53，完成下铁轭铁片的叠片操作后，即可将下外夹板51可通过其中部的贯穿孔穿入第三连接杆53，然后通过螺母紧固，使下铁轭铁片弯折。
75.如图1、图7和图8所示，上外夹板41的两端还设有第一螺栓孔411，相邻两个上外夹板41之间可通过螺栓6穿过第一螺栓孔进行紧固。下外夹板51的两端还设有第二螺栓孔，相邻两个下外夹板51之间可通过螺栓6穿过第二螺栓孔进行紧固。
76.如图1和图17所示，第一连接杆1的顶端设有螺纹孔12，方便起吊制造架。
77.实施例2
78.一种变压器铁芯的制造装置，包括如实施例1所述的变压器铁芯的制造架，还包括用于放置变压器铁芯的制造装置的安装架。如图1、图19和图20所示，安装架包括安装座8以及设于安装座两端的两个支架81；两个所述支架81的间距小于所述第一连接杆1的长度且大于所述上顶板2与下顶板3之间的间距。所述上顶板2与所述支架81之间，下顶板3与所述
支架81之间设有定位结构，用于将制造架定位在安装架上。
79.具体地，如图1、图19和图20所示，定位结构包括三个均匀开设在所述上顶板2和下顶板3上的第一定位孔82和开设在安装支架上的第二定位孔83，可通过在第一定位孔82和第二定位孔83之间插入定位销以实现上顶板2与支架81之间、下顶板3与支架81之间的定位，即将制造架定位在安装架上。
80.实施例3
81.一种变压器铁芯的制造方法，该方法利用如实施例2所述的变压器铁芯的制造装置，包括如下步骤：
82.s1、将制造架定位在安装架上；
83.s2、在上、下夹块的第二、三侧面上安装支撑板；在上、下夹块的第一侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折(如图23所示)；
84.s3、解除定位，将制造架旋转120
°
后，再次将制造架定位在安装架上；拆下安装在上、下夹块的第二侧面上的支撑板；在上、下夹块的第二侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折(如图24所示)；
85.s4、解除定位，将旋转后的制造架再次旋转120
°
，再次将制造架定位在安装架上；拆下安装在上、下夹块的第三侧面上的支撑板；在上、下夹块的第三侧面上进行上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折。
86.如图21和图22所示，所述支撑板9包括依次相连的第三直板91、第二圆弧板92、第四直板93，第三直板91与第四直板93的夹角为120
°
；所述第二圆弧板92的圆弧半径与上夹块42的弧面的圆弧半径一致，均为r2。所述第二圆弧板92的中部设有安装孔。
87.具体地，如图23所示，在上、下夹块的第二、三侧面上安装支撑板9，使支撑板9的第二圆弧板92与上、下夹块的侧面紧贴(两者的弧面半径一致)后，用螺纹紧固件10穿过第二圆弧板92的中部的安装孔后，将支撑板9紧固在上、下夹块上，即可完成安装。拆卸时，将螺纹紧固件10和支撑板9一起拆下即可。
88.由此，通过在对一相铁轭铁片进行弯折操作时借助支撑板，利用支撑板的第三直板和第四直板对待弯折的铁轭铁片的两端起到支撑作用，可有效防止铁轭铁片的两端在弯折过程中变形。
89.具体地，上铁轭铁片、下铁轭铁片的叠片和弯折包括如下步骤：
90.将第二连接杆的一端与上夹块的一侧面连接，另一端与第一延长杆连接；将第三连接杆的一端与下夹块对应的一侧面连接，另一端与第二延长杆连接；(如图17所示)；
91.将多个上铁轭铁片通过其中部的孔穿过第一延长杆、第二连接杆后，依次叠放在上夹块的侧面；将多个下铁轭铁片通过其中部的孔穿过二延长杆、第三连接杆后，依次叠放在下夹块的侧面；
92.将上外夹板穿过第一延长杆，在第一延长杆上套设螺母并拧紧以使上铁轭铁片弯折；将下外夹板穿过第二延长杆，在第二延长杆上套设螺母并拧紧以使下铁轭铁片弯折。
93.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。