时间: 2024-03-09 09:46:32 | 作者: 爱游戏全站app在线平台
叠铁心由不同片宽的硅钢片叠制而成，机械强度相对较差，铁心的夹紧装置是使铁心本体（磁导体）成为整体的紧固结构，应满足以下要求。
4．为了减少漏磁通在结构件中产生涡流损耗和防止铁心多点接地，结构件应用绝缘件与铁心本体隔开，并尽可能远离漏磁区，而结构件自己不应交链主磁通而形成短路匝。但夹件与旁螺杆或侧梁可以构成闭合回路，交链零序磁通，流通零序电流；
常用的变压器铁心夹紧结构有没有孔绑扎、拉螺杆和无孔绑扎、拉板等两种夹紧结构及形式。这里主要介绍第一种无孔绑扎、拉螺杆的夹紧结构。
变压器三维设计与二维设计一样都是在电磁方案完成确定后开始做的。三维设计的基础原理与生产实践非常相近，即首先设计产品零件，然后按一定关系装配成一个整体（产品）。这种设计思想在具体三维设计时又体现为下面两种形式：自上而下(Top Down)的设计和自下而上(Down Top)的设计。
铁轭绑扎的拉带也用半干性玻璃粘带，玻璃粘带两端各套有U形螺杆（图8-5），以固定在夹件的支板上。
支撑引线木件（线夹）固定在夹件的支板上，而压紧线圈的压板则焊在上夹件下侧。
上、下夹件上穿上拉螺杆后，铁心的夹紧结构就形成一框架结构。但这还不够，还必须有一框底—垫脚，使框架成为筐形，以兜住整个铁心，典型结构如图8-6。
心式铁心的优缺点正好与壳式相反。壳式和心式两种结构各有特色，很难断定其优劣。但由其结构所决定的制造工艺则大有区别，一旦选定了某一种结构，就很难转而生产另一种结构。正由于这个原因，国内变压器大多数都采用心式铁心，因此以下主要叙述心式铁心的有关数据和结构。
铁心柱截面应根据线圈结构及形式而定，心式变压器线圈一般为圆形，铁心柱一般制成阶梯圆柱形，各小阶梯（级）均为矩形如图8-2。正常的情况下，变压器心柱和轭截面相同。
变压器铁心夹紧结构件为：铁轭夹件、旁螺杆、拉螺杆、心柱绑带、铁轭拉带和垫脚等；绝缘件为：夹件绝缘、螺杆绝缘、拉带绝缘、垫脚绝缘和垫脚垫块等。具体结构及形式如下：
当窗高H0600mm（直径D≤230）时，心柱不绑扎，其余的心柱均用半干性玻璃粘带绑扎。绑扎间距h不宜太大，以防铁心鼓包，绑扎厚度t可以计算求得，但太厚，其强度不成比例增加，不宜过大于计算值。由于没拉板，在接缝处要加一纸板或电工钢片作成的封片（夹板）。
铁心的绝缘与变压器其他绝缘一样，占有重要的地位。铁心绝缘不良，将影响变压器的安全运行。铁心的绝缘有两种：铁心片间的绝缘，铁心片与结构件间的绝缘。
3．对一些相对独立性较强的零件，如变压器线．对变压器外部装配部件，如储油柜、套管等。
而对铁心拉带设计、铁轭绝缘、高低压引线支架及引线等设计，则通常要在装配环境下对周围零部件关系进行考察后才进行零件设计。
铁心分为两大类；壳式铁心和心式铁心。铁轭包围了线圈的，称壳式铁心，否则称心式铁心。每类中又分为叠铁心和卷铁心两种。由片状电工钢片叠积而成的称叠铁心，由带状电工钢片卷绕而成的称卷铁心。按相数分，用于单相变压器的统称为单相铁心，用于三相变压器的统称为三相铁心。此外，还可按心柱数、框数等分类，还有壳式辐射形铁心和心式渐开线铁心等特种铁心。壳式铁心一般是水平放置的，心柱截面为矩形，每柱有两个旁轭。壳式铁心的优点是铁心片规格少，心柱截面大而长度短，夹紧和固定方便，漏磁通有闭合回路，附加损耗小，易于油对流散热。缺点是线圈为矩形，工艺特殊，绝缘结构较为复杂，短路能力差，尤其是电工钢片用量多。
自下而上设计法是比较传统的方法。在自下而上设计中，先生成零件并将之插入装配体，然后根据设计的基本要求配合零件。当使用以前生成的不在线的零件时，自下而上的设计的具体方案是首选的方法。自下而上设计法的另一个优点是因为零部件是独立设计的，与自上而下设计法相比，它们的相互关系及重建行为更简单。使用自下而上设计法可以让设计人员专注于单个零件的设计工作。当不要建立控制零件大小和尺寸的参考关系时（相对于其它零件），则此方法较为适用。
在铁心柱直径一定情况下，级数越多，截面积越大，但级数越多，则硅钢片的规格就多、制造工时多。因此，在给定铁心柱直径后，铁心柱级数多少，各级片宽应该多大时才能得出净截面积最大、制造工时少的最佳方案，是首先应当解决的问题。根据生产经验，变压器铁心柱直径和级数之间关系如下表8-1。
在结构上：铁心的夹紧装置不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有带绝缘的线圈，支持着引线，几乎安装了变压器内部的所有部件。
铁心的重量在变压器各部件中占有非常大的优势。在干式变压器中占总重的60%左右，在油浸式变压器中由于有变压器油和油箱，重量的比例才下降，约占40%。
变压器的铁心（即磁导体）是框形闭合结构。其中套线圈的部分称心柱，不套线圈只起闭合磁路作用的部分称铁轭。现代铁心的心柱和铁轭均在一个平面内，即平面式铁心。
铁轭夹紧结构主要是由槽钢制成的夹件，借助于拉带和旁螺杆夹紧铁轭。典型结构如图8-4，具体参数参照表8-3。
夹件两端放置旁螺杆，铁轭不绑扎时，一根旁螺秆放在夹件高度的中心，铁轭仅外侧绑扎时，放在夹件高度中心向内侧偏移10mm，旁螺杆上套有2mm绝缘纸管。
自下而上的设计是指用户先设计好产品的各个零部件后，再运用装配关系把各个零部件组合成产品的设计方法，在装配关系定制好之后，不仅做到尺寸参数全相关，而且实现几何形状、零部件之间全自动完全相关，一旦修改其中一部分，其它与之相关的模型、尺寸等自动更新，不需要人工参与。自上而下的设计是在装配环境下进行相关子部件的一种设计方法，这种设计方法具有边设计边装配的特点，与变压器工艺流程中的“配制”过程很相似，基本起到了变压器二维设计中“布置图设计”的作用。
这种结构常用于10kV、35kV电压等级、6300kVA及以下的中小型变压器铁心上，铁心直径范围约为φ80～400mm。大型变压器铁心采用得较少，这是由于旁螺杆夹紧强度不大，而拉螺杆又减小了对地绝缘距离的缘故。
这种结构的油箱一般都会采用桶式油箱形式、变压器器身经吊螺杆连接到箱盖的安装方法。典型结构如图8-3所示。
而自上而下设计法则从装配体中开始设计工作，这是两种设计方法的不同之处。设计人能使用一个零件的几何体来帮助定义另一个零件，或生成组装零件后才添加的加工特征。设计者可以将布局草图作为设计的开端，定义固定的零件位置、基准面等，然后参考这些定义来设计零件。
以变压器设计为例，这两种设计形式在变压器设计过程中相互配合，一般不单独使用。以下情况下均可首先进行零件设计或部件设计：
变压器中最主要的部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。铁心是变压器的基本部件，由磁导体和夹紧装置组成，如图8-1所示。
在原理上：铁心的磁导体是变压器的磁路。它把一次电路的电能转为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介。因此，铁心由磁导率很高的电工钢片（硅钢片）制成。电工钢片很薄(0.23～0.35mm)，且带有绝缘，因此涡流损耗很小。磁导体是铁心的主体，所以下面所称的铁心实指磁导体。
零件设计时首先要选定一个绘图基准面，并绘制二维的特征草图，然后利用SolidWorks的拉伸、旋转、切除、扫描、圆角等功能生成零件特征及零件。在变压器三维设计中，零件设计是产品设计的基础，这点与生产实践过程完全一致，零件设计好后，即可进行变压器产品装配，并按所需视角生成工程图。
拉螺杆、吊螺杆的根数及直径参见表8-3。吊螺杆的开孔在心柱中心距间，且受箱盖位置的限制。需要注意螺杆的固定螺母必须锁紧，以防运输和铁心的振动而脱落。
1．夹紧结构应为框架结构，应只由夹紧结构承受夹紧力、起吊器身的重力与变压器短路时产生的机械力，以确保冷轧电工钢片的电磁性能，夹紧结构的构件应主要承受拉伸、弯曲应力，尽可能的避免承受剪切应力；
2．夹紧结构应能可靠地压紧线圈、支撑引线、布置器身绝缘，并具有器身定位装置；
铁心片间的绝缘是把心柱和铁轭的截面分成许多细条形的小截面，使磁通垂直通过这一些小截面时，感应出的涡流很小，产生的涡流损耗也很小。铁心片间无绝缘时，磁通垂直通过的截面很大，感应的涡流大。截面厚度增加1倍，涡流损耗将增大4倍。铁心片间绝缘过小时，片间电导率增大，穿过片间绝缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗。铁心片间绝缘过大（如有铁心油道）时，铁心就不能认为是等电位的，必须把油道两侧的铁心片连接起来接地，否则片间将出现放电现象。
当铁心柱级数确定后，铁心柱各级片宽一般根据动态规划法编制最优截面程序进行计算，并制成表格，使用时可直接差取。作为学习，这里根据表8-2“铁心心柱最大截面时片宽理论计算值”进行粗略计算，具体计算时，片宽尺寸一般要取5或0的尾数。当片宽尺寸确定后，再根据铁心直径和片宽数据计算叠厚尺寸，叠厚尺寸一般取整数。