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卷绕铁芯相比叠片铁芯的特点及优势

发布时间:2016-08-02 21:54      浏览次数:
    卷绕式铁芯常用语中小型变压器(1000kVA以下)、互感器、磁放大器及漏电保护器之零序电流互感器等。 
    用于卷绕式铁芯的材料为高导磁率超薄冷轧硅钢片和坡莫合金等软磁带材。硅钢片的厚度为0.18~0.30;坡莫合金带的厚度为0.03~0.10mm。以中小型变压器为例,采用卷绕式铁芯有如下优点: 
    1、在条件相同的情况下,卷绕式铁芯与叠装铁芯相比,空载损耗下降7%~10%;空载电流可下降50%~75%。 
    2、卷绕铁芯可采用很薄的高导磁冷轧硅钢片,可以生产更低损耗的变压器。 
    3、卷绕铁芯工艺性好,没有剪切废料,利用率几乎是100%。还可采用机械化作业,免除了叠装工序,生产效率比叠装铁芯提高5~10倍。  
    4、卷绕式铁芯自身是一个整体,不需支持件夹紧固定,又没有一个接缝,因此在与叠装铁芯同样条件下,变压器噪声可降低5~10dB。  
    5、卷绕式铁芯的工艺系数 单相变压器为1.1左右;三相在1.15以下;而叠装铁芯,小容量的工艺系数为1.45左右,大容量的工艺系数也在1.15左右。因此卷绕式铁芯特别适合于中小型变压器。

    立体三角形卷铁芯、叠片式铁心及平面卷铁芯对比

    1、立体三角形卷铁芯
    立体卷铁芯:由三个几何尺寸相同的卷绕式铁心单框拼合成的三角形立体布置的铁芯。
    立体卷铁心变压器:以立体卷铁芯为磁路的配电变压器。
    工艺特点:整个铁芯是由三个完全相同的单框拼合而成,拼合后的铁芯的三个心柱呈等边三角形立体排列。每个单框是由若干根梯形料带依次连续卷绕而成。卷绕后的单框横截面接近半圆形,拼合后的横截面呈非常接近整圆的准多边形,卷绕单框的不同尺寸梯形料带,由专用折线开料机进行套裁加工得到。这种套裁加工可以做到无费料加工,即套裁时,材料利用率为100%。
    2、叠片式铁芯
    叠片式铁芯:是由纵剪生产线和横剪生产线,将硅钢带加工成一定形状的硅钢片,再将硅钢片按一定方式叠成。
    叠片式铁芯存在着三个缺点: 
      在磁路中存在着许多接缝形成的空气隙,这种空气隙加大了磁路的磁阻,从而增加了损耗和空载电流。
      局部地方磁路的方向与硅钢带的高导磁方向不一致。
      片与片之间不够紧密,不仅降低了叠片系数,更重要的是加大了噪音。
    工艺过程对于损耗的影响
      纵剪、横剪产生机械应力增加损耗
      角部磁路方向和导磁方向不一致磁阻大增加损耗
      接缝增加损耗,特别增加空载电流  
      工艺系数为1.15~1.3 
    结构对于磁路的影响
传统的带空气气隙的叠铁心,A—C相之间的耦合磁路,显然要比A—B相、B—C相的磁路长1/2,因而磁路不平衡,A—C相的磁阻较大大。当将三相电压施加到变压器上后,铁心便产生三相平衡的磁通φA、 φB、 φC。
    三相平衡的磁通经过不平衡的磁路时,A、C相的磁压降大,影响三相电压的平衡。这种磁回路上的不平衡对于平面形变压器来说是无法克服的结构缺陷。 
    3、平面卷铁芯
    平面卷铁芯:由一个或多个卷铁心单框组合成的平面布置的铁芯。
    工艺特点:平面卷铁芯是先卷绕二个较小的内框,二个已卷绕的内框组合后,在其外部再卷绕一个较大的外框组成,平面卷铁心的三个心柱呈平面排列。 平面卷铁芯结构缺点
    平面卷铁心与叠铁芯一样,三个心柱呈平面排列,这样使三个心柱的磁路长度不一致:中柱磁路长度最短,二个边柱磁路长度较长,平均磁路长20%左右,从而造成三个心柱空载损耗差别较大,中柱空载损耗最低,二个边柱的空载损耗较大,造成三相不平衡。