专利名称：具有带分离芯柱的层叠芯的变压器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及变压器，且更为具体地涉及具有层叠式芯的变压器以及以 较低浪费来制造这种变压器的方法。
背景技术：
层叠式变压器芯包括薄的金属叠层板，如晶粒取向硅钢。4吏用这种类型的材料是由于钢晶粒可以被梳理到一定方向以减小磁场损耗。所ii^L彼 此层叠形成多个层。层叠式芯典型地是矩形，并且可具有矩形或十字形截 面。用于三相变压器的传统三芯柱层叠式芯IO的正视图在图1中示出。 芯10包括上轭12、下轭14、内芯柱16,以及第一和第二外芯柱18、 20。 线團(未示出)被分别安装到内芯柱16和第一以及第二外芯柱18、 20。上轭12包括层叠板24，下轭14包括层叠钢板26，第一外芯柱18 包括层叠板28，第二外芯柱20包括层叠板30。上轭12和下轭14的板 24、 26具有相对端，所i^目对端分别与第一和第二外芯柱18、 20的板28、 30的相对端形成M。 V-型上切口 32在上轭12的每个板24中形成，而 V-型下切口 36在下轭14的每个板26中形成。上切口 32在上轭12中形 成上凹槽38,而下切口 36在下辄14中形成下凹槽40。各个板24-30的 尺寸根据用来组装芯10的层叠技术而变化。内芯柱16包括层叠板42，每个板42具有由一对斜口形成的上尖端 42a和由一对斜口形成的下尖端42b。板42的上尖端和下尖端42a、 42b 提供了内芯柱16的上尖端和下尖端16a、 16b，其适于分别接纳于上扼12 和下轭14的上凹槽38和下凹槽40中。上述的传统芯IO的制造导致了大量钢被切掉并丢弃。例如，在制造 内芯柱16期间，需要从每个板42上切掉4片钢以便为板42提供尖端。 因此，理想的是提供一种层叠式变压器芯及其制造方法，其减小被丟弃而 因此被浪费的钢量。本发明涉及这种变压器芯和方法
发明内容
根据本发明，提供了具有层叠式芯的变压器。该芯设置有由层叠板构 成的第一轭，且该第一轭具有其内形成有凹槽的内侧和外侧。所述凹槽在 板的层叠方向上延伸，并设置为从外侧向内。所述芯还设置有由层叠板构 成的第二轭，且该第二轭具有其内形成有凹槽的内侧和外侧。所述凹槽在板的层叠方向上延伸，并设置为从外侧向内。内芯柱的第一端^:设置在第一轭的凹槽内，而内芯柱的第二端^Li殳置在第二扼的凹槽内。所述内芯柱包括第一板的第一层叠，其邻接第二板的第二层叠。线圏绕组被安装到所 述芯的内芯柱。根据本发明，还提供了一种构成具有层叠式芯的变压器的方法。根据 本方法，提供了多个第一和第二外芯柱板。还提供了多个内芯柱板和多个 第一扼板。每个第一扼板具有其中形成有切口的内侧和外侧。所述切口设 置为从外侧向内。内芯柱板、笫一g以及第一和第二外芯柱板M叠以 形成第一和第二外芯柱、具有第一凹槽的第一轭，以及具有i殳置于第一凹 槽内的第一端的内芯柱。第一外芯柱由第一外芯柱板构成，第二外芯柱由 第二外芯柱板构成，而第一轭由第一轭板构成。所述内芯柱由所述内芯柱 板的第一层叠构成，其邻接所述内芯柱板的第二层叠。第一凹槽在第一扼 的层叠方向上延伸，并且由第一轭板的切口形成。线圏绕组被安装到所述 内芯柱。
参考以下描述、所附权利要求以及附图，本发明的特征、方面以及优势将得到更好的理解，其中图1示出了现有技术的变压器芯的正视图；图2示出了4艮据本发明的第一实施例构建的变压器芯的正视图；图3示出了变压器芯的第一外芯柱和上辄之间的连接的特写视图；图4示出了与变压器芯的下轭上方隔开的部分内芯柱的放大图；图5示出了由一巻钢形成的内芯柱板中的板的顶视图；图6示出了具有变压器芯的变压器的正视图；图7示出了根据本发明的第二实施例所实施的第二变压器芯的正视图8示出了第二变压器芯的内芯柱的截面图；图9示出了根据本发明第三实施例所实施的第三变压器芯的正视图；以及图10示出了与第三变压器芯的下轭上方隔开的部分内芯柱的放大图。
具体实施方式
应注意，在下面的详细描述中，同样的组件具有相同的参考标号，而 无论它们是否出现在本发明的不同实施例中。还应注意，为了清楚简明地 揭示本发明，附图可能没有粉現定比例，且本发明的某些特征可能是以某 些示意形式来示出的。本发明涉及具有层叠式芯102的变压器100 (图6中示出)，如配电 变压器。变压器100可以是油浸式变压器，即利用油来冷却，或干式变压 器，即利用空气来冷却。然而，芯102的构造尤其适用于干式变压器中。 现在参考图2，芯102具有矩形形状且大致包括上轭104、下轭106、第 一和第二外芯柱108、 110，以及内芯柱112。第一和第二外芯柱108、 110 的上端分别连接到上轭104的第一和第二端，而第一和第二外芯柱108、 110的下端分别连接到下轭106的第一和第二端。内芯柱112祐二没置在第 一和第二外芯柱108、 IIO之间的大约中间的位置，并且具有连接到上轭 104的上端以及连接到下耗106的下端。通过这种构造，两个窗口 112在 内芯柱112和第一以及第二外芯柱108、 110之间形成。上辄104具有内侧104a以及外侧104b，以及下轭106具有内侧106a 以及外侧106b。上轭104包括层叠板114,而下轭106包括层叠板116。 板114和板116成组设置。在本发明的一个示例性实施例中，所述组是七 组。当然，可以使用不同数量的组，如四组，其在这里是为简化描述和说 明而使用。板114、 116中的每个由晶粒取向硅钢构成，并具有从约7密 耳到约14密耳范围内的厚度，其中具体厚复基于变压器100的应用而选 择。板114、 116每个具有整体构造并为梯形形状。板114、 116的每个中， 板114、 116的相对端以约45。的相反方向角斜接，从而为板114、 116 提供主侧边和次侧边。各个板114具有相同宽度，以便为上轭104提供矩 形截面；各个板116具有相同宽度，以便为下轭106提供矩形截面。不过， 板114的长度不全是相同，板116的长度也不全是相同。更具体地，板114中的每一组内的长度是不同的，板116中的每一组内的长度也是不同 的。对于每一组的板114来说不同长度的模式是相同的，对于每一组的板 116来说不同长度的模式也是相同的。每一组内长度的不同使得与第 一和 第二外芯柱108、 110的板1"、 122形成多阶搭接，下面将进行更充分的 描述。在上辄104的每个板114中通过上内边126形成V-型上切口 124,而 在下轭106的每个板116中通过下内边130形成V-型下切口 128。在上轭 104的相邻板114中的上内边126具有不同深度，用于与内芯柱112的内 芯柱板152的上端形成竖直搭接，下面将作充分描述。同样，在下轭106 的相邻板116中的下内边130具有不同深度，用于与内芯柱112的内芯柱 板152的下端形成竖直搭接，下面将作充分描述。上切口 124在上轭104 中形成上凹槽136,而下切口 128在下轭106中形成下凹槽138 (在图4 中最佳示出)。上凹槽136设置为从外侧104b向内，下凹槽138设置为从 外侧106b向内。上凹槽和下凹槽136、 138分别在上扼104和下轭106 的层叠方向上延伸。第一外芯柱108包括层叠板120,而第二外芯柱110包括层叠板122。 板120和板122两者都以与板114、 116相同数量的组设置。板120、 122 中的每个由晶粒取向珪钢构成，并且具有从约7密耳至14密耳的范围内 的厚度，其中具体厚度基于变压器100的应用而选择。板120、 122每个 具有整体构造，并且呈梯形。在板120、 122的每个中，板的相对端以约 45。的相反方向角斜接，从而提供具有主侧边和次侧边的板120、 122。 板120具有相同宽度，以便为第一外芯柱108提供矩形截面，板122具有 相同形状，以便为第二外芯柱110提供矩形截面。不过，板120的长度不 全是相同，板122的长度也不全是相同。更具体地，每一组中的板120 的的长;!tjl不同的，每一组中的板122的长度也是不同的。对于每一组的 板120来说不同长度的模式是相同的，对于每一组的板122来说不同长度 的模式也是相同的。每一组内长度的不同使得能够形成上轭104和下轭 106的板114、 116的多阶搭接，下面将进行充分描述。现在参考图3，其示出了第一外芯柱108的上端和上轭104的第一端 之间的部分连接(由参考标号142表示)的放大图。更具体地，第一外芯 柱108的第一、第二、第三和第四板120a、 b、 c、 d的末端分别与上轭 104的第一、第二、第三和第四板114a、 114b、 114c、 114d的末端相邻 接(形成M)。第一外芯柱108的第一至第四板120a-d以及上轭104的第一至第四板114a-d向内依次设置。第一至第四板120a-d具有依次更 长的长度，而第一至第四板14a-d具有依次更短的长度。在这种构造中， 第一板114a与第二板114b和120b之间的掩^部交叠，第二板114b与第 三板114c和120c之间的掩^部交叠，第三板114c与第四板114d和120d 之间的M部交叠。如所示出，第一外芯柱108的板120b-d的外尖端伸 出上轭104之外。这些外尖端可以被去除以改进芯102的外，见。尽管未示 出，但提供了附加的四个板114、 120的组，并重复第一至第四板114a-d 以及第一至第四板120a-d的模式。这样，在上辄104的板U4以及第一 外芯柱108的板120之间形成多阶搭接，其中上轭104的板114与第一外 芯柱108的板120交叠。第一和第二外芯柱108、 110和上轭104及下辄106之间的其它连接 (由参考标号144、 146、 148表示)以与连接142相同的方式来构造，以 便获得多阶搭接。但是，应理解，连接142-148可以具有不同的构造类型。 例如，作为具有四阶M模式的连接142-148的替代，连接142-148可具 有七阶或其它数量M模式。另外，可以不使上轭104和下轭106的板 114、 116交叠第一和第二外芯柱108、 110的板120、 122，而4吏第一和笫 二外芯柱108、 110的板120、 122交叠上轭104和下辄106的板114、 116。 在这种构造中，板114、 116的外尖端将分别伸出第一和第二外芯柱108、 110之外。内芯柱112包括内芯柱板152的第一层叠150以及内芯柱板152的第 二层叠154。在第一和笫二层叠150、 154的每个中，内芯柱板152被以 与板114、 116相同数量的组设置。第一和第二层叠150、 154沿缝158 彼此邻接，该缝在内芯柱112的纵向上延伸。第一和第二层叠150、 154 的上端^Ci殳置在上轭104的上凹槽136中，而第一和第二层叠150、 154 的下端^L设置在下轭106的下凹槽138中。内芯柱板152与上扼104和下 辄106的板114、 116形成竖直的多阶搭接，下面将进一步描述。在通过 竖直地移位内芯柱板152而偏移^部的情况下，内芯柱板152可以全部 具有相同的长度。或者，在接合部通过不同长度的相邻内芯柱板152而偏 移的情况下，内芯柱板152可以具有多个不同长度。内芯柱板152的每个 具有整体构造，并且呈梯形。在每个内芯柱板中，内芯柱板152的相对端 以约45。的相反方向角斜接，从而提供具有主侧边和次侧边的内芯柱板。 内芯柱板152的长度由主侧边确定。每个内芯柱板152由晶粒取向硅钢构 成，并且具有从约7密耳至14密耳范围内的厚度，其中具体厚度基于变 压器100的应用而选现在参考图4，其示出了与下辄106隔开的内芯柱112的部分下端的 放大图。当内芯柱112的下端^i史置到下凹槽138中时，第一和第二层叠 150、 154的第一、第二、第三、第四内芯柱板152a，b，c，d的末端分别与 下轭106的第一、第二、第三、第四板116a，b，c，d的下内边130a，b，c，d 相邻接(形成M)。在第一和第二层叠150、 154的每个中，笫一至第四 内芯柱板152a-d被竖直地偏移，使得其下端位置依次向下。为了适应长 度上的这些不同，板116a-d的下内边130a-d^L依次更深地切割。在这种 构造中，第一板116a与第二内芯柱板152b和第二板116b之间的^^部 交叠，第二板116b与第三内芯柱板152c和第三板116c之间的#^部交 叠，第三板116c与第四内芯柱板152d和第四板116d之间的掩^部交叠。 尽管未示出，但提供了附加的板116和内芯柱板152的组，并重复笫一至 第四板152a-d以及第一至第四板116a-d的模式。这样，多阶搭接在下轭 106的板116和第一及第二层叠150、 154的内芯柱板152之间形成，其 中下轭106的板116与第一及第二层叠150、 154的板152交叠。由于第一及第二层叠150、 154的第一至第四内芯柱板152a-d的下端 依次向下设置，因此第一及第二层叠150、 154的第一至第四内芯柱板 152a-d的上端位置也依次向下。结果是，每一组内的板114的上内边126 (且因此，上切口 124)依次变浅，其与下轭106相反。在该构造中，竖 直的多阶搭接在上轭104的板114和第一及第二层叠150、 154的第一内 芯柱板152之间形成，其中内芯柱板152与上辄的板114交叠。应理解，第一及第二层叠150、 154的内芯柱板152可以进行不同偏 移，以便使上轭104的板114与内芯柱板152交叠，以及内芯柱板152 与下轭106的板116交叠。另外，第一和第二层叠150、 154的内芯柱板 152可以被偏移以形成7阶或其它数量阶的#^模式，而不是四阶##模 式。在内芯柱板152具有不同长度，如4个不同长度的实施例中，竖直多成，然而，上轭104的板114的上内边126(以及因此而来的上切口 124) 可以与下轭106的板116的下内边130 (以及因此而来的下切口 128 )在 深度方面具有相同的设置，因为没有内芯柱板152的竖直移位。现在参考图5，内芯柱板152由一片或多片钢160构成，其典型地从 供应商处以一巻或多巻162形式获得。巻162中的钢片160被打开，并利 用切割机器(未示出)切割，该切割机器可操作来同时进行两个或更多个
切割。在以下描述中，切割机器可操作来同时切出两个切口。所述切割以约45°的相反方向角进行并被隔开，以便形成具有Ll长度(即主侧边为 Ll)的内芯柱板152。图5示出了部分钢片160,其已从刚巻162中解开， 并被切割机器切割。该切割机器同时在钢片中切出第 一切口 16 8和第二切 口 170。第一和第二切口 168、 170形成第一内芯柱板152a和被丟弃的废 料172。钢片160随后被进一步解开并前移(相对于切割机器)距离Ll。 切割机器同时在钢片160上切出第三切口 174和第四切口 176。第三和第 四切口 174、 176形成第二内芯柱板152b以及第三内芯柱板152c。这种 解开、前移和切割的过程被继续直到形成所需数量的内芯柱板152。在上面提到的内芯柱板的切割的描述中，内芯柱板152全部具有相同 的长度L1。如果内芯柱板152设置为不同长度如L1-L4，则可以首先切割 具有长度L1的所需数量的内芯柱板152。然后，可以对切割机器重新配 置以改变切口间距以及钢片160的前移距离，以l更制造具有长度L2的板。 然后对具有L2长度的所需数量的内芯柱板进行切割。以同样方式，对切 割机器重新配置并运行，以制造具有L3和L4长度的所需数量的内芯柱板 152。组装芯102的方法依赖于芯102的尺寸。如果芯102大，如为变压器 100大于3000kva的情况，则芯102通过将下扼106、内芯柱112和第一 以及第二外芯柱108、 110先水平设置来装配，即下轭106、内芯柱112 和第一以及第二外芯柱108、 110以竖直方向层叠。在这种情况下，芯102 以多层在安装固定设备上被组装。在第一层中， 一组板116被铺在安装固 定设备上，且主侧边向外。接下来， 一组板120和一组板122被铺在安装 固定设备上，其主侧边向外，且其末端分别与所述一组板116的末端邻接， 以形成多阶##。第一和第二组偏移的内芯柱板152 !^被铺设在安装固 定设备上，第一组的内芯柱板152的主侧边与第二组的内芯柱板152的主 側边相邻接，且所述第一和第二组内芯柱板的末端分别与板116的下内边 130的相对部分相邻接，以分别形成两组多阶竖直恭接。这种铺设过程针 对每一层来重复，直到实现期望的层叠结构。 一旦形成了下扼106、内芯 柱112和第一以及第二外芯柱108、 110，则下轭106被夹持在一对端框 架或支架177之间，并且分别在内芯柱112以及第一和第二外芯柱108、 110的周围设置带178，如图6所示。部分形成的芯102随后被移动到竖 立位置，使得内芯柱112以及笫一和第二外芯柱108、 IIO竖直延伸。然 后分别在内芯柱112以及第一和第二外芯柱108、 110上设置线圈绕组 180。上轭104然后以多组板114的形式层叠在内芯柱112以及笫一和第二外芯柱108、 IIO的末端上面。如果芯102较小，如在变压器100小于3000kva的情况下，除芯102 在被竖直i殳置时形成，即芯102的组件以水平方向层叠之外，芯102以与 上勤目同的方式组装。当具有线圏绕组180的芯102被完全构建后，将芯102封装在壳体内 (未示出)。如果变压器IOO是油浸式变压器，则芯102被浸在壳体中隔 间内的油中。如果变压器100是干式变压器，则芯102不浸在油中，且壳 体设置有气窗，以允许空气进入壳体并经过芯102和线圏绕组180。尽管上述的芯的组装描述了有三个线圏180被安装到芯102，正如当 变压器100是三相变压器时的情况，但应理解在另一实施例中，单个线團 绕組180可以安装到芯102的内芯柱112，正如当变压器IOO是单相变压 器时的情况。在另一实施例中，可以提供三个内芯柱190，其中线圏绕组 180被分别安装到内芯柱190。在这种情况下，三个上凹槽136将在上轭 104中形成，且三个下凹槽138将在下轭106中形成。另外，将形成四个 窗口 113。现在参考图7，其示出了根据本发明的第二实施例所实施的芯184。 芯184具有与芯102基;^目同的构造，除下面将要提到的区别之外。芯 184包括上轭186和下轭188、内芯柱190以及第一和第二外芯柱192、 194。内芯柱190包括内芯柱板198的第一层叠196，以及内芯柱板198 的第二层叠200。第一和第二层叠196、 200沿接缝202彼此邻接，所述 接^L内芯柱190的纵向上延伸。上轭186和下轭188、内芯柱190以及 第一和第二外芯柱192、 194中的每个都具有十字形截面，而非在芯102 中的矩形截面。这些组件的十字形截面增加了芯184的强度，且给内芯柱 190以及第一和第二外芯柱192、 194提供更大的表面积来支撑线圏。芯 184的组件的十字形截面通过提供具有不同宽度的组件组成板来构成。例 如，且现在参考图8，内芯柱板198的不同部分204a，b，c，d，e，f，g首先 依次增加宽度，然后在中点之后依次减小宽度。部分204a，b，c，d，e，f，g 每个都包括一组或多组内芯柱板198。因此，部分204a和204g中的最外 侧的内芯柱板198每个都具有宽度W1，这是内芯柱板198的最小宽度， 且中间部分204d中的内芯柱板198每个具有宽度Wn,这是内芯柱板的最 大宽度。在第一和第二层叠196、 200的每个中，内芯柱板198的主侧边 与接缝202对齐。然而，不同宽度导致次侧边偏移，其有利于形成内芯柱 190的十字形截面。层叠方向上部分204a-g的厚度可变化。例如，如所
示出，中心部分204d可以显著比其它部分204a， b， c， e， f， g厚。除针对每个组件，具有不同宽度的多个钢片(配置于多巻中)被切割 以形成不同宽度的组成板以外，芯184的组件以与芯102的组件基本相同 的方式被切割并组装。现在参考图9,其示出了按照本发明的第三实施例实施的芯210。芯 210具有与芯102基^目同的构造，并以与芯102基；相同的方式来构建， 除了以下提到的不同之外。芯210包括上轭和下轭212、 214、内芯柱216 以及第一和第二外芯柱218、 220。和芯102的内芯柱112—样，内芯柱 216包括板的一对层叠。但是，和芯102中的上轭和下轭104、 106不同， 芯210的上轭和下轭212、 214包括板的多个层叠。上轭和下辄212、 214 以同样的方式来构建，因此为了简单起见，仅描述下轭214。芯210的下轭214包括第一板226的外层叠224、第二板230的第一 内层叠228以及第二板230的第二内层叠232。如同芯102的下辄106， 外层叠224以及第一和第二内层叠228、 232设置为多组板，以形成多阶 M。更为具体地，在第一和笫二内层叠228、 232的每组第二板230中， 第二板230的内端通过移位第二板230或者通过提供不同长度的第二板 230而^皮偏移。第一和第二内层叠228、 232中的组以相同方式设置并排 列，以《更形成对应第二板230的对(分别属于第一和第二内层叠228、 232 )。 每个第一板226是整体结构且具有带主和次侧边的拉长的梯形形状。第一 板226具有分别与笫一和第二外芯柱218、 220的板形成多阶##的相对 端。第一板226的一部分中形成有V-型切口 234。每个第二板230具有主 和次侧边以及外斜接端。第一和第二内层叠228、 232被设置在外层叠224 上，使得第二板230的主侧边倚靠第一板226的次侧边而设置。第一和第 二内层叠228、 232分别沿一对接缝236与外层叠224邻接，所述一对接 缝在外层叠224的长度方向上延伸。第一和第二板226、 230全部具有相 同的宽度，且从而可以由相同的钢片构成。现在参考图10，在下轭214的每层中，V-型切口 238至少部分由一 对对应第二板230 (分别属于第一和第二内层叠228、 232 )的内端构成。 在第一对对应第二板230a中，第二板230a具有在下尖端邻接的斜接内端， 从而形成切口 238a。在第二对对应第二板230b中，第二板230b的内端 通过一间隔分隔，该间隔与在对应第一板226b中的切口 234b配合形成切 口 238b。在对应第二板230的剩余对中，第二板230的内端也被分开， 并且与第一板226中的切口 234配合形成切口 238。这样， 一竖直序列的多阶V-型内边240 (因此，切口 238 )得以形成。在后续的多对组中， 该模式被重复，其中第一对对应第二板230具有邻接内端，而后续对的对 应第二板230具有分隔开的内端。内边240与内芯柱的内芯柱板的下端形 成多阶竖直搭接。如在芯102中一样，第一和第二外芯柱218、 220可以每个都包括单 个层叠板，或者芯210的第一和第二外芯柱218、 220可以每个都包括多 个层叠板，如图9所示。第一和第二外芯柱218、 220以类似方式来构造， 因此为了简单起见，仅描述第一外芯柱218。第一外芯柱218包括芯柱板246的第一层叠244以及芯柱板246的第 二层叠248。第一和第二层叠244、 248沿接缝250彼此邻接，该接缝在 第一外芯柱218的纵向上延伸。在第一和第二层叠244、 248中，芯柱板 246成组设置。芯柱板246每个都具有整体构造且呈梯形。在第一层叠244 中的芯柱板246具有与第二层叠248中的芯柱板246相同的宽度。在每个 芯柱板246中，芯柱板246的相对端以45°的相反方向角斜接，从而提 供具有主和次侧边的芯柱板246。第一和第二层叠244、 248彼此邻接， 从而第二层叠248的芯柱板246的主侧边倚靠第一层叠244的芯柱板246 的次侧边而设置。在第一和第二层叠244、 248中，每一组芯柱板246内 的长度是不同的，从而允许与上轭和下轭212、 214的板形成多阶搭接。 在第一层叠244中的芯柱板246可以由与在第二层叠248中的芯柱板246 相同的钢片构成。根据本发明实施的变压器芯与传统的变压器芯相比提供多种优势。在 一对层叠中，芯的内芯柱的构造减少了被切除并丟弃的钢量。例如，假定 内芯柱层由一片矩形钢构成，在内芯柱具有两个层叠的情况下，仅有两片 钢会被丢弃，而在内芯柱仅具有一个层叠时将有六片钢被丢弃。当然，当 多于一层由钢片构成时(这是典型的情况)，会有更大节省。除了节省钢，本发明还允许所制造的芯的尺寸与不采用本发明时切割 机器和/或钢片所允许的尺寸相比更大。例如，假定切割机器仅能切割16 英寸宽的钢片，或者只有16英寸宽的钢片可用，本发明允许构造32英寸 宽的内芯柱(或其它芯组件)。以上参考实施例对本发明进行了图示和描述，那些实施例是为了说明 而非限制，且这里所描述的特定实施例的其它变形和修改对于本领域的普 通技术人员是显然的，其全部落入本发明的意图精神和范围内。因此，本 发明在范围和效果上不限于这里所描述的这些特定实施例，也不限于通本发明对现有技术作出改进的范围不一致的任何其它方式
权利要求
1.一种变压器，包括(a)芯，包括第一轭，包括层叠板，并具有在其中形成有凹槽的内侧和外侧，所述凹槽在所述板的层叠方向上延伸，并设置为从所述外侧向内；第二轭，包括层叠板，并具有在其中形成有凹槽的内侧和外侧，所述凹槽在所述板的层叠方向上延伸，并设置为从所述外侧向内；内芯柱，具有设置在所述第一轭的所述凹槽内的第一端，以及设置在所述第二轭的所述凹槽内的第二端，所述芯柱包括第一板的第一层叠，其邻接第二板的第二层叠；以及(b)线圈绕组，其被安装于所述内芯柱。
2. 如权利要求1所述的变压器，其中所述芯还包括第一和第二外芯 柱，其在所述第一和第二轭之间延伸，所述第一和第二外芯柱每个都包括 层叠板；并且其中，所述内芯柱被设置在所述第一和第二外芯柱之间。
3. 如权利要求2所述的变压器，其中所述内芯柱的所述第一层叠沿 接缝与所述内芯柱的所述第二层叠邻接，所迷接缝在所述第一和第二层叠 的纵向上延伸。
4. 如权利要求3所述的变压器，其中所述第一层叠的所述第一板数 量上与所述第二层叠的所述第二板相等，并与所述第二层叠的所述第二板 对齐，以便为所述内芯柱提供多个层，每个层包括一个所述第一板以及一 个所迷第二板；以及其中，在所迷内芯柱的每个所述层中，所述第一板具有与所迷第二板 相同的宽度。
5. 如权利要求4所述的变压器，其中所述内芯柱具有十字形横截面。
6. 如权利要求4所述的变压器，其中所述内芯柱具有矩形横截面。
7. 如权利要求2所述的变压器，其中所述第一和第二外芯柱中的所 i^每个都具有相对的斜接端，且所述第一和第二轭中的所述板中的每个具有相对的斜接端；其中，所述第 一外芯柱的所ii^L的所述斜接端分别与所述第 一和第二 扼的所ii^的所述斜接端形成第一拾^和第二掩^;以及其中，所述第二外芯柱的所i^L的所述斜接端分别与所述笫 一和第二 轭的所i^L的所述斜接端形成第三M和第四M。
8. 如权利要求7所述的变压器，其中所述第一、笫二、笫三和第四 M是多阶##。
9. 如权利要求7所述的变压器，其中所述第一轭的所ii^中的每个 都是蒼沐的。
10. 如权利要求7所述的变压器，其中所述第一轭的所i^tl的所述层 叠为板的第一层叠，且其中所述第一轭还包括板的第二和第三层叠，所述 第二和第三层叠在所述第一轭的纵向上与所述第一层叠邻接，所述第二和 第三层叠每个都具有内端和外端；并且其中，所述第二和第三层叠的所述内端至少部分限定了所述下轭中的 所述下凹槽。
11. 如权利要求l所述的变压器，其中所述第一轭的所述板中的每个 都具有由内边限定的V-型切口 ，所述切口形成所述第一轭的所述凹槽；其中，所述第一和第二板的第一端形成所述内芯柱的所述第一端；以及其中，所述第 一和第二板的所述第 一端与所述第 一辄的所述内边形成 齡。
12. 如权利要求11所述的变压器，其中所述内边中相邻的内边互相 竖直偏移的；以及其中，所述第一板的所述第一端中的邻近端互相偏移，且所述笫二板 的所述第一端中的邻近端互相偏移；以及其中，在所述第一和第二板的所述第一端和所述第 一扼的所述内边之 间的^是竖直的多阶搭接。
13. 如权利要求l所述的变压器，其中所述变压器是干式变压器。
14. 一种形成变压器的方法，包括 (a.)提供多个第一和第二外芯柱板； (b.)提供多个内芯柱板；200680010285.0权利要求书第3/4页(C.)提供多个第一轭板，每个所述第一辄板具有其中形成有切口的内侧和外侧，其中所述切口设置为从所述外侧向内；(d.)层叠所述内芯柱板、所述第一扼板以及所述第一和第二外芯柱 板，以形成第一和第二外芯柱、具有第一凹槽的第一轭，以及具有设置在 所述第 一凹槽中的第 一端的内芯柱，其中所述第 一外芯柱包括所述第 一外 芯柱板，所述第二外芯柱包括所述第二外芯松仗，所述第一轭包括所述第 一扼板，以及所述内芯柱包括所述内芯柱板的第一层叠，其与所述内芯柱 板的第二层叠邻接，所述第一凹槽在所述第一轭的层叠方向上延伸，且由 所述第一轭板的所述切口构成；以及(e.)将线圏绕组安装到所述内芯柱。
15. 如权利要求14所述的方法，其中提供多个内芯柱板的步骤包括 (al.)提條属片；(a2.)切割所述金属片以形成内芯柱板，其中所述内芯柱板具有梯 形形状，该梯形具有主侧边以及次侧边；以及(a3.)重复步骤(al.)和(a2.)。
16. 如权利要求15所述的方法，其中所述金属片包括金属巻，且提 供多个内芯柱板的步骤还包括打开所述金属巻的至少一部分，且其中所述 金属片的切割包括进行一对相反方向的对角切割。
17. 如权利要求15所述的方法，其中所述内芯柱板、所述第一, 以及所述第一和第二外芯柱板的所述层叠包括(dl.)通过下述步骤形成芯部分在一组所述第一私板的末端和一组所述第一外芯柱板的末端 之间形成掩^;在所述一组第 一私fel的其它末端和所述一组第二外芯松&的 末端之间形成接合；定位一对所述内芯柱板的组，使得该一对内芯柱板的组中的 一组的主侧边与该一对所述内芯柱板的组中的另一组的主侧边相邻接，且 使得所述内芯柱板的末端设置在所述一组第一轭板的所述切口中；以及(d2.)重复步骤(dl)以形成多个所述芯部分，并因此形成所述第 一轭、所述内芯柱以及所述第一和第二外芯柱；以及 其中，形成所述芯部分，使得在所述第一轭和所述第一以及第二外 芯柱之间的M为多阶##。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括提供多个第二辄板，每个所述第二私板具有在其中形成有切口的内侧 和外侧，其中所述切口设置为从所述外侧向内；以及当所述绕组被安装到所述内芯柱后，在所述内芯柱以及所述第一和第 二外芯柱上层叠所述第二,，以形成具有第二切口的第二扼，所述第二 凹槽由所述第二私&的所述切口形成，并容纳所述内芯柱的第二端。
19. 如权利要求17所述的方法，其中所述第一扼板中的每个是整体的。
20. —种由权利要求14所述的方法构成的变压器。
全文摘要
本发明涉及一种具有层叠芯(210)的变压器，所述层叠芯包括顶轭和底轭(212，214)以及第一和第二外芯柱(218，220)。所述芯还包括内芯柱(216)，其由层叠板对构成，该层叠板对沿接缝彼此邻接，所述接缝在内芯柱(216)的纵向上延伸。上轭和下轭(212，214)中的每个可以由单个层叠板或多个层叠板构成，内芯柱和外芯柱(218，220)中的每个也可由单个层叠板或多个层叠板构成。所述芯的横截面可以是矩形或十字形的。
文档编号H01F27/245GK101151687SQ200680010285
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月27日 优先权日2005年3月30日
发明者威廉·E·波利, 拉什·B·霍顿, 查利·H·萨弗 申请人:Abb技术有限公司