CN215183435U - 一种三相三柱平面铁芯及变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三相三柱平面铁芯及其制作方法、变压器。该三相三柱平面铁芯包括两个第一单框铁芯，每个单框铁芯沿第一方向的两侧分别具有第一心柱和第二心柱，两个第一单框铁芯沿第一方向并排设置，且两个第一单框铁芯的两个第一心柱对接形成第一铁芯柱；及第二单框铁芯，沿第一方向的两侧均具有第三心柱，并套设于两个第一单框铁芯的***，两个第三心柱分别与两个第一单框铁芯的所述第二心柱对接形成两个第二铁芯柱；其中，每个第一单框铁芯包括多个沿与第一方向相交的第二方向堆叠的第一铁芯饼，每个第一铁芯饼通过第一带材绕所述第二方向卷绕形成。

Description

一种三相三柱平面铁芯及变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种三相三柱平面铁芯及变压器。

背景技术

变压器是输配电的基础设备，广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。变压器(Transformer)利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是线圈和铁芯(磁芯)，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

铁芯是变压器中的重要部件，传统的铁芯一般通过硅钢片层叠制成，但是受限于硅钢片的尺寸，制作大尺寸的变压器铁芯较为困难，进而制作大型变压器较为困难。

发明内容

基于此，有必要针对制作大尺寸铁芯较为困难的问题，提供一种改善上述缺陷的三相三柱平面铁芯及变压器。

一种三相三柱平面铁芯，包括：

两个第一单框铁芯，每个所述单框铁芯沿第一方向的两侧分别具有第一心柱和第二心柱，两个所述第一单框铁芯沿所述第一方向并排设置，且两个所述第一单框铁芯的两个所述第一心柱对接形成第一铁芯柱；及

第二单框铁芯，沿所述第一方向的两侧均具有第三心柱，并套设于两个所述第一单框铁芯的***，两个所述第三心柱分别与两个所述第一单框铁芯的所述第二心柱对接形成两个第二铁芯柱；

其中，每个第一单框铁芯包括多个沿与所述第一方向相交的第二方向堆叠的第一铁芯饼，每个所述第一铁芯饼通过第一带材绕所述第二方向卷绕形成。

在其中一个实施例中，每个所述第一铁芯饼具有沿所述第二方向贯通的第一通孔，每个所述第一单框铁芯中多个所述第一铁芯饼的多个所述第一通孔同轴设置且连通形成第一窗口，每个所述第一单框铁芯位于所述第一窗口在所述第一方向上的两侧的部分分别为所述第一心柱和所述第二心柱；

每一所述第一单框铁芯的多个所述第一铁芯饼在所述第一方向上的外径相等，以在所述第一心柱和所述第二心柱背离所述第一窗口的一侧形成第一平整面；每一所述第一单框铁芯的多个所述第一铁芯饼在所述第一方向上的内径渐变设置，以在所述第一心柱和所述第二心柱朝向所述第一窗口的一侧形成第一阶梯状内壁。

在其中一个实施例中，每一所述第一单框铁芯的各个所述第一铁芯饼在所述第一方向上的内径沿所述第二方向先逐渐减小再逐渐增大，以使所述第一阶梯状内壁呈朝向所述第一窗口外凸的弧形。

在其中一个实施例中，所述第二单框铁芯包括多个沿所述第二方向堆叠的第二铁芯饼，每个所述第二铁芯饼通过第二带材绕所述第二方向卷绕形成。

在其中一个实施例中，每个所述第二铁芯饼具有沿所述第二方向贯通的第二通孔，多个所述第二铁芯饼上的多个所述第二通孔同轴设置且连通形成第二窗口，所述第二单框铁芯位于所述第二窗口在所述第一方向上的两侧的部分分别为两个所述第三心柱；

多个所述第二铁芯饼在所述第一方向上的内径相等，以在所述第三心柱朝向所述第二窗口的一侧形成第二平整面；多个所述第二铁芯饼在所述第一方向上的外径渐变设置，以在所述第三心柱背离所述第二窗口的一侧形成第一阶梯状外壁。

在其中一个实施例中，多个所述第二铁芯饼在所述第一方向上的外径沿所述第二方向先逐渐增大再逐渐减小，以使所述第一阶梯状外壁呈背离所述第二窗口外凸的弧形。

在其中一个实施例中，所述第二单框铁芯具有沿所述第二方向贯通的第二窗口，两个所述第一单框铁芯收容于所述第二窗口内，所述第二单框铁芯位于所述第二窗口在所述第一方向上的两侧的部分分别为两个所述第三心柱；

所述第二单框铁芯通过第三带材绕所述第二窗口卷绕形成，所述第三带材的带宽逐渐减小，以使每个所述第三心柱朝向所述第二窗口的一侧形成第二平整面，每个所述第三心柱背离所述第二窗口的一侧形成第一阶梯状外壁，且所述第一阶梯状外壁呈背离所述第二窗口外凸的弧形。

在其中一个实施例中，所述三相三柱平面铁芯还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件设置于两个所述第一单框铁芯之间；

所述三相三柱平面铁芯还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置于每一所述第一单框铁芯与所述第二单框铁芯之间；

所述三相三柱平面铁芯还包括第三绝缘件，所述第三绝缘件设置于两个所述第一单框铁芯和所述第二单框铁芯三者之间形成的空隙内。

一种如上任一实施例中所述的三相三柱平面铁芯的制作方法，包括步骤：

利用第一带材卷绕形成第一铁芯饼；

将多个所述第一铁芯饼堆叠形成第一单框铁芯；

将两个所述第一单框铁芯并排设置在第二单框铁芯内。

在其中一个实施例中，所述将两个所述第一单框铁芯并排设置在第二单框铁芯内的步骤之前还包括步骤：

利用第二带材卷绕形成第二铁芯饼；

将多个所述第二铁芯饼堆叠形成第二单框铁芯。

在其中一个实施例中，所述将两个所述第一单框铁芯并排设置在第二单框铁芯内的步骤之前还包括步骤：

利用第三带材卷绕形成第二单框铁芯，所述第三带材的带宽逐渐减小。

一种变压器，包括如上任一实施例中所述的三相三柱平面铁芯。

上述三相三柱平面铁芯及其制作方法、变压器，第一单框铁芯通过第一铁芯饼沿第二方向堆叠形成，而每个第一铁芯饼是通过第一带材绕第二方向卷绕成型，每个第一铁芯饼的径向尺寸与第一带材卷绕的圈数成正比。当需要制作大型变压器的铁芯时，只需通过增加第一带材的卷绕圈数即可增大第一铁芯饼径向尺寸，进而可以方便地制作大型变压器。

附图说明

图1为本发明一实施例中三相三柱平面铁芯的结构示意图；

图2为图1所示的三相三柱平面铁芯沿A-A方向的剖视图；

图3为图1所示的三相三柱平面铁芯沿B-B方向的剖视图；

图4为图1所示的三相三柱平面铁芯的两个第一单框铁芯的结构示意图；

图5为图4所示的两个第一单框铁芯沿C-C方向的剖视图；

图6为图4所示的两个第一单框铁芯沿D-D方向的剖视图；

图7为图4所示的第一单框铁芯的第一铁芯饼的结构示意图；

图8为第一环形铁芯饼的结构示意图；

图9为图1所示的三相三柱平面铁芯的第二单框铁芯的结构示意图；

图10为图9所示的第二单框铁芯沿G-G方向的剖视图；

图11为图9所示的第二单框铁芯沿H-H方向的剖视图；

图12为图9所示的第二单框铁芯的第二铁芯饼的结构示意图；

图13为本发明一实施例中三相三柱平面铁芯的制作方法的流程图；

图14为图13所示的步骤S10的具体步骤；

图15为图13所示的步骤S30之前还包括的步骤；

图16为图15所示的步骤S31的具体步骤。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1、图2及图3所示，本发明一实施例提供了一种三相三柱平面铁芯，包括两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20。

每个第一单框铁芯10沿第一方向的两侧分别具有第一心柱11和第二心柱12。两个第一单框铁芯10沿第一方向并排设置，且两个第一单框铁芯10的两个第一心柱11对接形成用于安装线圈的第一铁芯柱110。第二单框铁芯20沿第一方向的两侧均具有第三心柱21。第二单框铁芯20套设于两个第一单框铁芯10的***，两个第三心柱21分别与两个第一单框铁芯10的第二心柱12对接形成两个用于安装线圈的第二铁芯柱211。

其中，每个第一单框铁芯10包括多个沿与第一方向相交的第二方向堆叠的第一铁芯饼15，每个第一铁芯饼15通过第一带材151(见图7)绕第二方向卷绕形成。可选地，第一方向与第二方向垂直。具体到图1所示的实施例中，第一方向为左右方向，第二方向为垂直于纸面的方向。

上述三相三柱平面铁芯，第一单框铁芯10通过第一铁芯饼15沿第二方向堆叠形成，而每个第一铁芯饼15是通过第一带材151绕第二方向卷绕成型，每个第一铁芯饼15的径向尺寸与第一带材151卷绕的圈数成正比。当需要制作大型变压器的铁芯时，只需通过增加第一带材151的卷绕圈数即可增大第一铁芯饼15径向尺寸，进而可以方便地制作大型变压器。

请参见图4、图5及图6所示，本发明的实施例中，每个第一铁芯饼15具有沿第二方向贯通的第一通孔152(见图7)，每个第一单框铁芯10中多个第一铁芯饼15的多个第一通孔152同轴设置且连通形成第一窗口13。每个第一单框铁芯10位于第一窗口13在第一方向上的两侧的部分分别为第一心柱11和第二心柱12。每一第一单框铁芯10的多个第一铁芯饼15在第一方向上的外径相等，以在第一心柱11和第二心柱12背离第一窗口13的一侧形成第一平整面122。如此，由于两个第一单框铁芯10的第一心柱11和第二心柱12的外侧均为第一平整面122，有利于两个第一单框铁芯10的两个第一心柱11的第一平整面122贴合形成一个第一铁芯柱110，且有利于两个第二心柱12的第一平整面122分别与第二单框铁芯20的两个第三心柱21贴合形成两个第二铁芯柱211，从而降低了拼接难度，提升了拼接质量。

具体到实施例中，每一第一单框铁芯10的多个第一铁芯饼15在第一方向上的内径渐变设置，以在第一心柱11和第二心柱12朝向第一窗口13的一侧形成第一阶梯状内壁121。如此，可使得第一心柱11和第二心柱12的内侧的第一阶梯状内壁121形成弧形面，两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20对接后，两个第一单框铁芯10的两个第一心柱11的两个弧形面对接形成外周呈近似圆形或椭圆形的第一铁芯柱110，第一单框铁芯10的第二心柱12的弧形面与第二单框铁芯20的第三心柱21的外侧对接形成外周呈近似圆形或椭圆形的第二铁芯柱211，使得线圈绕具有弧度的铁芯柱卷绕，线圈内部不会形成过大的卷绕应力，提高线圈使用寿命，且方便高效地卷绕铁芯。

进一步地，每一第一单框铁芯10的各个第一铁芯饼15在第一方向上的内径沿第二方向先逐渐减小再逐渐增大，以使第一阶梯状内壁121呈朝向第一窗口13外凸的弧形，从而方便使得第一心柱11和第二心柱12内侧的第一阶梯状内壁121成为近似半圆弧面或半椭圆形面，进而使得第一铁芯柱110和第二铁芯柱211的外周类似圆形或椭圆形。

具体到图附图所示的实施例中，每个第一单框铁芯10由十三个第一铁芯饼15堆叠形成。位于中间的第一铁芯饼15在第一方向上的内径最小，由该中间第一铁芯饼15至其两侧的第一铁芯饼15的内径逐渐增大，且各个第一铁芯饼15在第一方向上的外径相等。也就是说，中间第一铁芯饼15两侧的第一铁芯饼15对称布置。

一些实施例中，每个第一单框铁芯10位于第一窗口13在第三方向上的两侧的部分分别为两个第一扼部14。每一第一单框铁芯10的多个第一铁芯饼15在第三方向上的外径相等，以在两个第一扼部14背离第一窗口13的一侧形成第三平整面142。其中，第三方向垂直与第一方向和第二方向。如此，利用第一扼部14的第三平整面142与第二单框铁芯20贴合形成第一铁扼231，有利于降低了拼接难度，提升了拼接质量。具体到图1所示的实施例中，第三方向为上下方向。

具体到实施例中，每一第一单框铁芯10的多个第一铁芯饼15在第三方向上的内径渐变设置，以在两个第一扼部14朝向第一窗口13的一侧形成第二阶梯状内壁141。进一步地，每一第一单框铁芯10的各个第一铁芯饼15在第三方向上的内径沿第二方向先逐渐减小再逐渐增大，以使第二阶梯状内壁141呈朝向第一窗口13外凸的弧形，从而便于使得第一铁扼14的外周呈近似的圆形或椭圆形。

具体到附图所示的实施例中，第一单框铁芯10由十三个第一铁芯饼15堆叠形成。位于中间的第一铁芯饼15在第三方向上的内径最小，由该中间第一铁芯饼15至其两侧的第一铁芯饼15的内径逐渐增大，且各个第一铁芯饼15在第三方向上的外径相等。也就是说，位于中间层第一铁芯饼15一侧的六个第一铁芯饼15与另一侧的六个第一铁芯饼15对称布置。

请参见图9、图10及图11所示，本发明的实施例中，第二单框铁芯20包括多个沿第二方向堆叠的第二铁芯饼25，每个第二铁芯饼25通过第二带材251绕第二方向卷绕形成。如此，第二单框铁芯20采用第二带材251卷绕形成第二铁芯饼25，再利用多个第二铁芯饼25堆叠形成。每个第二铁芯饼25的径向尺寸与带材卷绕的圈数成正比。当需要制作大型变压器的铁芯时，只需通过增加第二带材251的卷绕圈数来增大第二铁芯饼25径向尺寸，进而可以方便地制作大型变压器。

具体到实施例中，每个第二铁芯饼25具有沿第二方向贯通的第二通孔252(见图12)，多个第二铁芯饼25上的多个第二通孔252同轴设置且连通形成第二窗口22，第二单框铁芯20位于第二窗口22在第一方向上的两侧的部分分别为两个第三心柱21。

多个第二铁芯饼25在第一方向上的内径相等，以在第三心柱21朝向第二窗口22的一侧形成第二平整面213。如此，由于两个第一单框铁芯10的第一心柱11和第二心柱12的外侧为第一平整面122，第二单框铁芯20的两个第三心柱21的内侧为第二平整面213，使得两个第一单框铁芯10的两个第二心柱12的第一平整面122分别与第二单框铁芯20的两个第三心柱21的第二平整面213贴合形成两个第二铁芯柱211，从而降低了拼接难度，提升了拼接质量。

具体到实施例中，多个第二铁芯饼25在第一方向上的外径渐变设置，以在第三心柱21背离第二窗口22的一侧形成第一阶梯状外壁212，从而可使得两个第三心柱21的外侧的第一阶梯状外壁212形成弧形面，两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20对接后，第二单框铁芯20的第三心柱21的外侧的弧形面与第一单框铁芯10的第二心柱12内侧的弧形面拼接形成外周为近似圆形或椭圆形的第二铁芯柱211，使得线圈绕具有弧度的铁芯柱卷绕，线圈内部不会形成过大的卷绕应力，提高线圈使用寿命，且方便高效地卷绕铁芯。

进一步地，多个第二铁芯饼25在第一方向上的外径沿第二方向先逐渐增大再逐渐减小，以使第一阶梯状外壁212呈背离第二窗口22外凸的弧形。如此，在两个第三心柱21的外侧的第一阶梯状外壁212形成近似半圆弧面或半椭圆形面，进而使得第二铁芯柱211的外周为近似圆形或椭圆形。

具体到附图所示的实施例中，第二单框铁芯20由十三个第二铁芯饼25堆叠形成。位于中间的第二铁芯饼25在第一方向上的外径最大，由该中间第二铁芯饼25至其两侧的第二铁芯饼25的外径逐渐减小，且各个第二铁芯饼25在第一方向上的内径相等。也就是说，位于中间第二铁芯饼25一侧的六个第二铁芯饼25与另一侧的六个第二铁芯饼25对称布置。

一些实施例中，第二单框铁芯20位于第二窗口22在第三方向上的两侧的部分分别为两个第二扼部23。第二单框铁芯20的多个第二铁芯饼25在第三方向上的内径相等，以在两个第二扼部23背离第二窗口22的一侧形成第四平整面233。如此，利用第二扼部23的第四平整面233分别与对应的两个第一单框铁芯10的第一扼部14的第三平整面142贴合形成第一铁扼231，有利于降低拼接难度，提升拼接质量。

具体到实施例中，第二单框铁芯20的多个第二铁芯饼25在第三方向上的外径渐变设置，以在两个第二扼部23朝向第二窗口22的一侧形成第二阶梯状外壁232。进一步地，第二单框铁芯20的各个第二铁芯饼25在第三方向上的外径沿第二方向先逐渐减小再逐渐增大，以使第二阶梯状外壁232呈背离第二窗口22外凸的弧形。如此，便于使得第一铁扼231的外周呈近似圆形或椭圆形。

具体到附图所示的实施例中，第二单框铁芯20由十三个第二铁芯饼25堆叠形成。位于中间的第二铁芯饼25在第三方向上的外径最大，由该中间第二铁芯饼25至其两侧的第二铁芯饼25的外径逐渐减小，且各个第二铁芯饼25在第三方向上的内径相等。也就是说，位于中间第二铁芯饼25一侧的六个第二铁芯饼25与另一侧的六个第二铁芯饼25对称布置。

还需要说明的是，由于第一铁芯柱110和第二铁芯柱211的外周为近似圆形或椭圆形，从而绕设在第一铁芯柱110和第二铁芯柱211上的线圈也可采用圆形或椭圆形线圈，相比于现有技术中采用的矩形线圈，圆形或椭圆形线圈的抗短路能力更强，可大大提升变压器的运行可靠性。

可选地，每个第一单框铁芯10的第一铁芯饼15的数量为3个-100个。第一单框铁芯10在第二方向上的厚度尺寸为50mm-1000mm。第二单框铁芯20的第二铁芯饼25的数量为3个至100个。第二单框铁芯20在第二方向上的厚度尺寸为50mm至1000mm。

请参见图1所示，具体到实施例中，三相三柱平面铁芯还包括第一绝缘件41，该第一绝缘件41设置于两个第一单框铁芯10之间，从而利用第一绝缘件41使得两个第一单框铁芯10之间绝缘。三相三柱平面铁芯还包括第二绝缘件42，该第二绝缘件42设置于每一第一单框铁芯10与第二单框铁芯20之间，从而利用第二绝缘件42使得每个第一单框铁芯10与第二单框铁芯20之间绝缘。三相三柱平面铁芯还包括第三绝缘件43，第三绝缘件43设置于两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20三者之间形成的空隙内，从而填实该间隙，且使得两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20相互绝缘。如此，利用第一绝缘件41、第二绝缘件42及第三绝缘件43确保两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20相互绝缘，从而避免相互直接接触造成多点接地，可防止变压器在运行中烧毁。可选地，第一绝缘件41及第二绝缘件42可以但不仅限于采用电缆纸、青稞纸、纸板等材料。第三绝缘件43可以但不仅限于采用层压木板、层压纸板、环形玻璃布板等材料。

具体到实施例中，第一单框铁芯10的第一心柱11、其中一个第一扼部14、第二心柱12和其中另一个第一扼部14依次首尾相连，并围合形成第一窗口13。第一心柱11与对应的第一扼部14的连接处圆弧过渡，第二心柱12与对应的第一扼部14的连接处圆弧过渡。两个第一单框铁芯10的两个第一心柱11与同一第一扼部14的连接处的圆弧边处形成上述空隙，第三绝缘件43填充在该空隙内。

第二单框铁芯20的其中一个第三心柱21、其中一个第二扼部23、其中另一个第三心柱21和其中另一个第二扼部23依次首尾相连，并围合形成第二窗口22。每个第三心柱21与每个第二扼部23的连接处圆弧过渡。

参见图7所示，具体到实施例中，每一第一铁芯饼15的内侧设置有第一环形内支撑件153，每一第一铁芯饼15的外侧设置有第一环形外支撑件154。如此，利用第一环形内支撑件153和第一环形外支撑件154对第一铁芯饼15进行支撑和防护，从而提高第一铁芯饼15的整体强度等性能。可选地，第一环形内支撑件153和第一环形外支撑件154可以采用硅钢带材卷绕1-3层制成，也可采用其它金属材料的带材，在此不作限定。卷绕成型第一环形内支撑件153和第一环形外支撑件154的带材的厚度为0.1mm-10mm，其宽度与第一带材151的宽度相适应。

请参见图12所示，每一第二铁芯饼25的内侧设置有第二环形内支撑件253，每一第二铁芯饼25的外侧设置有第二环形外支撑件254。如此，利用第二环形内支撑件253和第二环形外支撑件254对第二铁芯饼25进行支撑和防护，从而提高第一铁芯饼15的整体强度等性能。可选地，第二环形内支撑件253和第二环形外支撑件254可以采用硅钢带材卷绕1-3层制成，也可采用其它金属材料带材制成，在此不作限定。卷绕成型第二环形内支撑件253和第二环形外支撑件254的带材厚度为0.1mm-10mm，其宽度与第二带材251的宽度相适应。

可选地，卷绕形成第一铁芯饼15的第一带材151和卷绕形成第二铁芯饼25的第二带材251可采用非晶合金带材。作为一种示例，该非晶合金带材可采用铁基非晶合金材料制成，在此不作限定。

可选地，第一带材151和第二带材251的厚度可以是0.01mm-0.03mm，宽度可以是10mm-150mm。各个第一铁芯饼15可选用宽度尺寸相同的第一带材151卷绕成型，也可采用不同宽度尺寸的第一带材151卷绕成型。各个第二铁芯饼25可选用宽度尺寸相同的第二带材251卷绕成型，也可采用不同宽度尺寸的第二带材251卷绕成型。

具体到实施例中，每一第一单框铁芯10和第二单框铁芯20包覆有固化层，该固化层将第一单框铁芯10的各个第一铁芯饼15固化成一个整体，并将第二单框铁芯20的各个第二铁芯饼25固化成一个整体。如此，固化层提高了三相三柱平面铁芯的结构强度和抗短路能力，并降低噪声。并且，固化层还可以在采用套装方式装配线圈时防止非晶碎片的产生，从而提高生产的变压器的运行安全性。可选地，固化层可采用树脂胶、树脂漆或玻璃胶，也可采用具有粘结作用其它胶类固化而成，在此不作限定。

请参见图1所示，具体到实施例中，三相三柱平面铁芯还包括第一接地件30和第二接地件31，每一第一单框铁芯10的一个第一扼部14与对应的第二单框铁芯20的一个第二扼部23之间设置有第一接地件30，该第一接地件30用于将第一单框铁芯10和第二单框铁芯20连接起来。第二单框铁芯20的一个第二扼部23上设置有第二接地件31，该第二接地件31用于在装配变压器时接地，以确保变压器的安全性。

具体到实施例中，三相三柱平面铁芯还包括绑扎带，两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20拼合后，利用绑扎带进行绑扎，有利于提高三相三柱平面铁芯的整体强度。

需要说明的是，第二单框铁芯20并不仅限于采用先通过带料卷绕形成铁芯饼，再将铁芯饼堆叠的方式成型。在另一些实施例中，第二单框铁芯20还可以采用直接利用第三带料卷绕成型的方式。请参见图9所示，在本实施例中，第二单框铁芯20具有沿第二方向贯通的第二窗口22，两个第一单框铁芯10收容于第二窗口22内，第二单框铁芯20位于第二窗口22在第一方向上的两侧的部分分别为两个第三心柱21。第二单框铁芯20通过第三带材绕第二窗口22卷绕形成，第三带材的带宽逐渐减小，以使每个第三心柱21朝向第二窗口22的一侧形成第二平整面213，且每个第三心柱21背离第二窗口22的一侧形成第二阶梯状外壁212，且第二阶梯状外壁212呈背离第二窗口22外凸的弧形。

如此，第二单框铁芯20的两个第三心柱21的内侧为第二平整面213，使得两个第一单框铁芯10的两个第二心柱12的第一平整面122分别与第二单框铁芯20的两个第三心柱21的第二平整面213贴合形成两个第二铁芯柱211，从而降低了拼接难度，提升了拼接质量。并且，可使得两个第三心柱21的外侧的第二阶梯状外壁212形成弧形面，两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20对接后，第二单框铁芯20的第三心柱21的外侧的第二阶梯状外壁212与第一单框铁芯10的第二心柱12内侧的第一阶梯状内壁121拼接形成近似圆形或椭圆形的第二铁芯柱211外周，使得线圈绕具有弧度的铁芯柱卷绕，线圈内部不会形成过大的卷绕应力，提高线圈使用寿命，且方便高效地卷绕铁芯。

进一步地，第二单框铁芯20位于第二窗口22在第三方向上的两侧的部分分别为两个第二扼部23。可以理解的是，采用带宽逐渐减小的第三带材卷绕形成的第二单框铁芯20，两个第二扼部23朝向第二窗口22的侧面(即内侧)为第四平整面233，两个第二扼部23背离第二窗口22的侧面(即外侧)为第二阶梯状外壁232。如此，第二单框铁芯20的第二扼部23的第四平整面233与两个第一单框铁芯10的第一扼部14的第三平整面142相贴合。第二单框铁芯20的第二扼部23的第二阶梯状外壁232与两个第一单框铁芯10的第一扼部14的第一阶梯状内壁141对接，形成外周为近似的圆形或椭圆形的第一铁扼231。

参见图13所示，基于上述三相三柱平面铁芯，本发明还提供一种三相三柱平面铁芯的制作方法，包括步骤：

S10、利用第一带材151卷绕形成第一铁芯饼15；

S20、将多个第一铁芯饼15堆叠形成第一单框铁芯10；

S30、将两个第一单框铁芯10并排设置在第二单框铁芯20内，从而拼合形成三相三柱平面铁芯。

请参见图14所示，进一步地，步骤S10具体包括：

S101、利用第一带材151卷绕形成第一圆环形铁芯饼15a(见图8)。

具体地，首先卷绕形成第一环形内支撑件153，然后利用第一带材151在第一环形内支撑件153上卷绕形成第一铁芯饼层，最后再在第一铁芯饼层上卷绕第一环形外支撑件154，从而形成第一圆环形铁芯饼15a。

S102、对第一圆环形铁芯饼15a进行撑方处理，以形成呈矩形的第一铁芯饼15。

具体地，采用圆撑方工艺，利用成型设备(如成型机)及模具，将圆环形的第一圆环形铁芯饼15a从内向外撑制成类似矩形框架结构的第一铁芯饼15。

进一步地，步骤S10和S20之间还包括步骤：

对第一铁芯饼15进行热处理退火。

可选地，热处理退火的温度可以为300-400℃，热处理退火的时间可以为3-12小时。

具体地，热处理退火过程是在保护气体氛围下进行，保护气体为氮气或惰性气体，以防止热处理退火过程中铁心饼发生锈蚀。

具体地，热处理退火过程是在直流磁场条件进行，即在热处理退火过程时对第一铁心饼附加直流磁场，以改善第一铁心饼中的非晶合金带材的工作磁畴方向，从而可以全面消除第一铁心饼成型应力和磁性能。

进一步地，步骤S30具体包括：

首先，将两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20拼接组合，并放置第一绝缘件41、第二绝缘件42及第三绝缘件43。然后，对两个第一单框铁芯10和第二单框铁芯20进行固化。

具体地，通过浸、刷或涂覆等方式形成保护层，使得第一单框铁芯10和第二单框铁芯20固化成一个整体，从而提高三相三柱平面铁芯的强度和抗短路性能，并降低三相三柱平面铁芯的噪声。

请参见图15所示，本发明的一个实施例中，步骤S30之前还包括步骤：

S31、利用第二带材251卷绕形成第二铁芯饼25；

S32、将多个第二铁芯饼25堆叠形成第二单框铁芯20。

请参见图16所示，进一步地，步骤S31具体包括：

S311、利用第二带材251卷绕形成第二圆环形铁芯饼。

具体地，首先卷绕形成第二环形内支撑件253，然后利用第二带材251在第二环形内支撑件253上卷绕形成第二铁芯饼层，最后再在第二铁芯饼层上卷绕第二环形外支撑件254，从而形成第二圆环形铁芯饼。

S312、对第二圆环形铁芯饼进行撑方处理，以形成呈矩形的第二铁芯饼25。

具体地，采用圆撑方工艺，利用成型设备(如成型机)及模具，将圆环形的第二圆环形铁芯饼从内向外撑制成类似矩形框架结构的第二铁芯饼25。

S313、对第二铁芯饼25进行热处理退火。

可选地，热处理退火的温度可以为300-400℃，热处理退火的时间可以为3-12小时。

具体地，热处理退火过程是在保护气体氛围下进行，保护气体为氮气或惰性气体，以防止热处理退火过程中铁心饼发生锈蚀。

具体地，热处理退火过程是在直流磁场条件进行，即在热处理退火过程时对第一铁心饼附加直流磁场，以改善第一铁心饼中的非晶合金带材的工作磁畴方向，从而可以全面消除第一铁心饼成型应力和磁性能。

需要说明的是，第二单框铁芯20并不仅限于采用通过第二带材251卷绕形成第二铁芯饼25然后堆叠的方式形成，在另一实施例中，步骤S30之前还包括步骤：

利用第三带材卷绕形成第二单框铁芯20，第三带材的带宽逐渐减小，以使第二单框铁芯20的每个第三心柱21朝向第二窗口22的一侧形成第二平整面213，且每个第三心柱21背离第二窗口22的一侧形成第一阶梯状外壁212，且第一阶梯状外壁212呈背离第二窗口22外凸的弧形。

基于上述三相三柱平面铁芯，本发明还提供一种变压器，该变压器包括如上任一实施例中所述的三相三柱平面铁芯。具体地，变压器可以为油浸式变压器，也可以为干式变压器，还可以是其它类型的变压器，在此不作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三相三柱平面铁芯，其特征在于，包括：

两个第一单框铁芯(10)，每个所述第一单框铁芯(10)沿第一方向的两侧分别具有第一心柱(11)和第二心柱(12)，两个所述第一单框铁芯(10)沿所述第一方向并排设置，且两个所述第一单框铁芯(10)的两个所述第一心柱(11)对接形成第一铁芯柱(110)；及

第二单框铁芯(20)，沿所述第一方向的两侧均具有第三心柱(21)，并套设于两个所述第一单框铁芯(10)的***，两个所述第三心柱(21)分别与两个所述第一单框铁芯(10)的所述第二心柱(12)对接形成两个第二铁芯柱(211)；

其中，每个第一单框铁芯(10)包括多个沿与所述第一方向相交的第二方向堆叠的第一铁芯饼(15)，每个所述第一铁芯饼(15)通过第一带材(151)绕所述第二方向卷绕形成。

2.根据权利要求1所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，每个所述第一铁芯饼(15)具有沿所述第二方向贯通的第一通孔(152)，每个所述第一单框铁芯(10)中多个所述第一铁芯饼(15)的多个所述第一通孔(152)同轴设置且连通形成第一窗口(13)，每个所述第一单框铁芯(10)位于所述第一窗口(13)在所述第一方向上的两侧的部分分别为所述第一心柱(11)和所述第二心柱(12)；

每一所述第一单框铁芯(10)的多个所述第一铁芯饼(15)在所述第一方向上的内径渐变设置，以在所述第一心柱(11)和所述第二心柱(12)朝向所述第一窗口(13)的一侧形成第一阶梯状内壁(121)。

3.根据权利要求2所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，每一所述第一单框铁芯(10)的多个所述第一铁芯饼(15)在所述第一方向上的外径相等，以在所述第一心柱(11)和所述第二心柱(12)背离所述第一窗口(13)的一侧形成第一平整面(122)。

4.根据权利要求2所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，每一所述第一单框铁芯(10)的各个所述第一铁芯饼(15)在所述第一方向上的内径沿所述第二方向先逐渐减小再逐渐增大，以使所述第一阶梯状内壁(121)呈朝向所述第一窗口(13)外凸的弧形。

5.根据权利要求1至4任一项所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，所述第二单框铁芯(20)包括多个沿所述第二方向堆叠的第二铁芯饼(25)，每个所述第二铁芯饼(25)通过第二带材(251)绕所述第二方向卷绕形成。

6.根据权利要求5所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，每个所述第二铁芯饼(25)具有沿所述第二方向贯通的第二通孔(252)，多个所述第二铁芯饼(25)上的多个所述第二通孔(252)同轴设置且连通形成第二窗口(22)，所述第二单框铁芯(20)位于所述第二窗口(22)在所述第一方向上的两侧的部分分别为两个所述第三心柱(21)；

多个所述第二铁芯饼(25)在所述第一方向上的内径相等，以在所述第三心柱(21)朝向所述第二窗口(22)的一侧形成第二平整面(213)；多个所述第二铁芯饼(25)在所述第一方向上的外径渐变设置，以在所述第三心柱(21)背离所述第二窗口(22)的一侧形成第一阶梯状外壁(212)。

7.根据权利要求6所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，多个所述第二铁芯饼(25)在所述第一方向上的外径沿所述第二方向先逐渐增大再逐渐减小，以使所述第一阶梯状外壁(212)呈背离所述第二窗口(22)外凸的弧形。

8.根据权利要求1至4任一项所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，所述第二单框铁芯(20)具有沿所述第二方向贯通的第二窗口(22)，两个所述第一单框铁芯(10)收容于所述第二窗口(22)内，所述第二单框铁芯(20)位于所述第二窗口(22)在所述第一方向上的两侧的部分分别为两个所述第三心柱(21)；

所述第二单框铁芯(20)通过第三带材绕所述第二窗口(22)卷绕形成，所述第三带材的带宽逐渐减小，以使每个所述第三心柱(21)朝向所述第二窗口(22)的一侧形成第二平整面(213)，每个所述第三心柱(21)背离所述第二窗口(22)的一侧形成第一阶梯状外壁(212)，且所述第一阶梯状外壁(212)呈背离所述第二窗口(22)外凸的弧形。

9.根据权利要求1至4任一项所述的三相三柱平面铁芯，其特征在于，所述三相三柱平面铁芯还包括第一绝缘件(41)，所述第一绝缘件(41)设置于两个所述第一单框铁芯(10)之间；

所述三相三柱平面铁芯还包括第二绝缘件(42)，所述第二绝缘件(42)设置于每一所述第一单框铁芯(10)与所述第二单框铁芯(20)之间；

所述三相三柱平面铁芯还包括第三绝缘件(43)，所述第三绝缘件(43)设置于两个所述第一单框铁芯(10)和所述第二单框铁芯(20)三者之间形成的空隙内。

10.一种变压器，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的三相三柱平面铁芯。

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