CN101620923B - 一种双/四螺旋长圆型截面变压器线圈的换位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双/四螺旋长圆型截面变压器线圈的换位方法，包括双螺旋和四螺旋，其中双螺旋的换位方法步骤为：(1)将若干根并绕的导线，轴向分为两组线饼，每组线饼导线重叠一起沿截面为长圆型的铁芯绕制；(2)两组线饼导线绕制至少一匝时进行一次换位，换位在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔进行；(3)进行与并绕导线总根数相同次的换位后，每组线饼导线的排列位置与原始排列位置相同，从轴向将两组线饼引出。四螺旋按两个双螺旋换位。本发明方法可完全控制线圈短轴方向幅向的尺寸且不会弹起，做到完全换位，并联导线长度相同且处于相同磁场，导线间没有产生循环电流，线圈没有因换位增加附加损耗，保证了变压器的良好电气性能。
Description
技术领域
本发明涉及变电或配电装置技术领域，尤其涉及一种双螺旋或四螺旋的长圆型截面变压器线圈的换位方法。
背景技术
在变电或配电装置技术领域中，根据变压器容量的大小，其内部的线圈结构也不同。在中、小型容量变压器中，其线圈结构通常采用层式线圈，一般它分为单根绕制和多根并绕，单根绕制的线圈适用于小电流产品，多根并绕适用于大电流产品，但因为由于幅向并绕根数不能超过2根，致使一些大电流产品中导致轴向并绕的导线过多，为此很多产品做了改进。中国发明专利200510123017.7中公开了一种辐向多根并绕的层式线圈换位方法，工艺步骤分为将多根并绕的导线，轴向分为A、B两组，辐向可以多根叠在一起绕制；在每一层中，两组导线进行多次交叉换位；每层换位的次数与并绕导线的总根数相同，两个换位的间隔为每层绕制的匝数，除以导线的根数；每层绕制完成后，放上撑条或油道瓦楞升层绕制下一层，下一层的绕制与前一层相同。这种方法解决中、小型容量变压器中存在的问题，但并不适用于中、大型容量的变压器。
目前中、大型容量变压器，其内线圈结构形式为双螺旋或四螺旋形式。双螺旋并联导线有12根，按轴向2组线饼，幅向6根排列并联绕制；四螺旋并联导线有24(32)根，按轴向4组线饼，幅向6(8)根排列并联绕制。当线圈幅向导线并联根数超过2根时，由于线圈的幅向处于绕组漏磁场的垂直方向，磁场会在不同的导线中感应出不同的电压，因此需要在幅向并联的导线间进行换位，换位的目的是为了让并联导线有相同的长度、而且处于相同的磁场中、导线间不要产生循环电流，避免增加附加损耗。
以前中、大型容量的变压器的线圈截面为圆形，换位时按角度等分进行，这样线圈外径尺寸可以得到完全控制，但是这种变压器成本太高，消耗硅钢片、铜材太厉害。随后中、大型容量变压器的线圈截面改进为长圆型，这样可以降低此类变压器的制造成本，但无法解决其线圈的换位问题，无法控制其线圈短轴方向幅向的几何尺寸，所以按常规换位方法无法制造该产品。
发明内容
本发明提出了一种双/四螺旋长圆型截面变压器线圈的换位方法，从而有效的解决了长圆型截面线圈的换位问题和其线圈短轴方向幅向的几何尺寸超差的问题，在实现电气性能要求的同时还降低了制造成本。
一种双螺旋长圆型截面线圈的换位方法，其步骤为：(1)将若干根并绕的导线，轴向分为两组线饼，每组线饼导线重叠一起沿截面为长圆型的铁芯绕制；(2)两组线饼导线绕制至少一匝时进行一次均匀交叉换位，换位在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔进行；(3)进行与并绕导线总根数相同次的换位后，每组线饼导线的排列位置与原始排列位置相同，从轴向将两组线饼引出。
所述的线圈的长圆型截面的直线部分的边长与半圆部分的半径之比的比值小于等于1且不等于0，此时线圈绕制方便，经济性较大。
步骤(1)所述的将若干根并绕的导线，其中若干根并绕的导线通常为12根导线并绕。
步骤(2)中所述的两组线饼导线绕制至少一匝时进行一次均匀交叉换位可以是每绕制一匝进行一次换位，可以是每间隔一匝或两匝进行一次换位，也可以是每绕制一匝进行一次换位，每四次换位后间隔一匝再进行下一次换位，符合按绕制的匝数在幅向面上基本均匀一致的要求即可；所述的换位在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔进行，可以是并绕的导线为12根时，在半圆部分换位一般间隔45度弧度段进行。
步骤(3)中所述的进行与并绕绕线总根数相同次的换位，通常为12根导线并绕，即进行12次换位，12次换位后每组线饼绕线的排列位置就与原始排列位置相同。
一种四螺旋长圆型截面变压器线圈的换位方法，其步骤为：(1)将若干根并绕的导线，轴向分为四组线饼，每组线饼导线重叠一起沿截面为长圆型的铁芯绕制；(2)将四组线饼导线按每两组再分为两个换位单位，每个换位单位绕制至少一匝时进行一次均匀交叉换位，换位在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔进行；(3)进行与并绕导线总根数相同次的换位后，每组线饼导线的排列位置与原始排列位置相同，从轴向将四组线饼引出。
步骤(1)中所述的将若干根并绕的导线，其中若干根并绕的导线一般为24根导线并绕或者是32根导线并绕。
步骤(2)中所述的四组线饼导线绕制至少一匝时进行一次均匀交叉换位可以是每绕制一匝进行一次换位，可以是每间隔一匝或两匝进行一次换位，也可以是每绕制一匝进行一次换位，每四次换位后间隔一匝再进行下一次换位，符合按绕制的匝数在幅向面上基本均匀一致的要求即可；所述的换位在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔进行，可以是在半圆部分换位一般间隔45度弧度段进行。
步骤(3)中所述的进行与并绕绕线总根数相同次的换位，通常为24根导线并绕或者32根导线并绕，即进行24次或32次换位，当24根导线并绕的线圈进行24次换位或32根导线并绕的线圈进行32次换位后每组线饼绕线的排列位置就与原始排列位置相同。
即当绕制的线圈为四螺旋长圆型截面线圈时，将四螺旋长圆型截面线圈按两个双螺旋长圆型截面线圈进行换位。
本发明在线圈截面的两个半圆部分均匀间隔换位，直线部分不换位，这样既可以完全控制线圈短轴方向幅向的几何尺寸，保证线圈短轴方向幅向不会弹起，又做到了完全换位保证了并联导线有相同的长度、而且使并联导线处于相同的磁场中、导线间没有产生循环电流，线圈没有因换位而增加附加损耗，从而完全保证了此类变压器的良好的电气性能，且其制造成本减低了10％～15％。
附图说明
图1为本发明双螺旋线圈换位展开图；
图2为图1线圈幅向截面的换位位置的示意图；
图3为本发明双螺旋线圈导线初始状态示意图；
图4为本发明双螺旋线圈导线一次换位示意图；
图5为本发明双螺旋线圈导线二次换位示意图；
图6为本发明双螺旋线圈导线三次换位示意图；
图7为本发明双螺旋线圈导线四次换位示意图；
图8为本发明双螺旋线圈导线五次换位示意图；
图9为本发明双螺旋线圈导线六次换位示意图；
图10为本发明双螺旋线圈导线七次换位示意图；
图11为本发明双螺旋线圈导线八次换位示意图；
图12为本发明双螺旋线圈导线九次换位示意图；
图13为本发明双螺旋线圈导线十次换位示意图；
图14为本发明双螺旋线圈导线十一次换位示意图；
图15为本发明双螺旋线圈导线十二次换位示意图。
具体实施方式
参见附图1～15，一种双螺旋长圆型截面变压器线圈，并联绕制的导线有12根，按轴向2组，幅向6根排列并联绕制，则十二根导线的标号分别为1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12，沿长圆型铁心绕制成的线圈的截面为长圆型，线圈长圆型截面的直线部分的长度与半圆部分半径的长度之比的比值为1。其换位步骤如下：
(1)如图1所示，将12根并绕的导线，轴向分为A、B两组线饼，每组线饼由6根导线重叠一起沿截面为长圆型的铁芯绕制；
(2)线圈的截面的两个半圆部分可拼合成一完整圆形，按45度一档将两个半圆部分拼合成的圆形等分成8档，如图2中所示那样；换位在线圈截面的两个半圆部分间隔45度的弧面上进行，即A、B两组线饼的换位位置存在于I～II档位之间、III～IV档位之间、V～VI档位之间、VII～VIII档位之间，在II～III档位之间和VI～VII档位之间不存在换位位置；在A、B两组线饼导线绕制第一匝时，导线绕到档位V～VI之间时进行第一次均匀交叉换位，换位时，A组导线的最上边一根导线经S弯换到B组导线的最上端，同时B组导线的最下边一根导线经S弯换到A组导线的最下端；绕制第二匝时导线绕到档位VII～VIII之间时进行第二次均匀交叉换位，以此类推绕制第三匝时进行第三次均匀交叉换位，绕制第四匝时进行第四次均匀交叉换位，然后间隔一匝，绕制第六匝时进行第五次均匀交叉换位，以同样的方法继续，到第八次均匀交叉换位后再间隔一匝后进行第九次均匀交叉换位，直至第十二次均匀交叉换位；
(3)如图3～15，进行了12次换位后，A、B两组线饼导线的排列位置与原始排列位置相同，从轴向将A、B两组线饼引出。
在绕制线圈时，导线起头绕制的截面示意图如图3所示，然后继续绕制，在第一次换位位置时对线圈进行第一次交叉换位，把12号线换到6号线的位置，把11号线换到12号线的位置，把10号线换到11号线的位置，把9号线换到10号线的位置，把8号线换到9号线的位置，把7号线换到8号线的位置，把1号线换到7号线的位置，把2号线换到1号线的位置，把3号线换到2号线的位置，把4号线换到3号线的位置，把5号线换到4号线的位置，把6号线换到5号线的位置，这样就进行了一次换位，在第一次换位后导线的截面示意图如图4所示；以同样的方法进行第二次换位，第三次换位，第四次换位，第五次换位，第六次换位，第七次换位，第八次换位，第九次换位，第十次换位，第十一次换位，第十二次换位，换位后的导线截面示意图分别如图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15所示，至此由十二根导线并绕的线圈进行了一次完全的换位，所有的导线经十二次换位后又回到原来的位置。
当绕制四螺旋长圆型截面变压器线圈时，按轴向分为四组线饼，将其中相邻两组线饼看作成一个双螺旋，另相邻的两组线饼看作成一个双螺旋，换位时按两个双螺旋长圆型截面变压器线圈进行换位即可，换位方法一样。
Claims (1)
1.一种双螺旋长圆型截面变压器线圈的换位方法，其步骤为：
(1)将12根并绕的导线，轴向分为两组线饼，每组线饼由6根导线重叠一起沿截面为长圆型的铁芯绕制；
(2)两组线饼导线绕制时，每绕制一匝进行一次均匀交叉换位，每换位四次间隔一匝再进行下一次换位，换位在线圈截面的两个半圆部分间隔45度的弧面上进行；
(3)进行12次换位后，每组线饼导线的排列位置与原始排列位置相同，从轴向将两组线饼引出。
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