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卷铁芯自耦变压器的结构设计与分析◎张尧付瑶引言：随着我国的快速发展，自耦变压供电方式被广泛运用到高速铁路的建设发展中，其中自耦变压器是供电的重要组成部分之一。
有效降低自耦变压器损耗可以给整个自耦变压供电系统带来巨大的经济效益。
自耦变压器是一种圈式变压器，初级绕组和次级绕组共同用一个零线，变压器初级和次级侧之间有直接的电接触，它的低压线圈就是高压线圈的一部分。
自耦变压器作为自耦变压供电的主要能耗设备，被大量使用，降低变压器的空载损耗将带来可观的经济效益和社会效益。
降低变压器空载损耗主要有以下几种方案:一是降低铁芯的磁通密度，降低对应硅钢片的单位铁损，使得空载损耗降低，但是该方案会造成变压器制造原材料消耗明显增加;二是采用优质硅钢片，但受硅钢片性能影响，空载损耗降幅不大;三是采用铁芯面积利用率高、空载工艺系数低的卷铁芯代替叠积铁芯。
一、叠积式铁芯与卷铁芯比较叠积式铁芯一般选用0.35mm 厚的冷轧硅钢片，制作时按所需铁芯的尺寸，将硅钢片制成长形片，然后进行交叠组成变压器铁芯。
为了充分发挥冷轧硅钢片的优良性能，叠积式铁芯一般都是全斜接缝结构，当铁芯在叠积时，每一层都存在接缝，铁芯必须交错叠积才能组成一个整体，这样在铁芯接缝处会产生磁通畸变，使铁芯损耗增大。
卷铁芯又称为卷绕式铁芯，其铁芯一般是由一定数量的取向硅钢片沿着最佳导磁方向卷绕而成，在整个磁路中没有气隙，完全充分地发挥了取向硅钢片的优越性能，磁路畸变小、磁电阻小、损耗低。
另外，卷铁芯因整体性好，可以卷绕完成后进行退火。
据统计，采用同牌号、同规格的材料制成的铁芯，退火后比不退火的空载损耗低5%-10%。
在同样的物质条件下，卷铁芯与叠铁芯相比，铁损工艺系数从1.2-1.4下降到1.05-1.10之间，使铁损大大下降；卷铁芯工艺性好，卷铁芯采用机械加工而不产生横向剪切，只有纵向剪切。
用机械卷绕代替人工堆码，大大简化了生产过程，提高了生产效率。
二、卷铁芯变压器发展研究现状早在20世纪40年代，前苏联就研制出了第一台卷铁芯变压器，首次在小容量单向变压器中采用卷铁芯结构，美国、日本等国家随后也研发出了小型卷铁芯变压器，并将其运用在游戏机的生产中。
![一种三角形立体卷铁心变压器的套管基座结构[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/667cc23f195f312b3069a54c.png)
专利名称：一种三角形立体卷铁心变压器的套管基座结构专利类型：实用新型专利
发明人：吴浩然,朱茂坦,侯春杰,殷文瑞,徐洋,杨硕,董毅
申请号：CN201821692899.8
申请日：20181018
公开号：CN209071107U
公开日：
20190705
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种三角形立体卷铁心变压器的套管基座结构，包括由折弯板和基座侧板焊接形成的套管基座、设于套管基座上的定位螺杆和可拆卸式放气塞，套管基座与油箱箱盖焊接为一体结构形成密封油箱；所述套管基座具有三个折弯面，定位螺杆在折弯面上以等腰三角形布置，有效利用空间；变压器高压相线通过套管基座的三个折弯面引出，在最小的空间内保证增大套管外部绝缘距离。
申请人：青岛特锐德电气股份有限公司
地址：266100 山东省青岛市崂山区松岭路336号
国籍：CN
代理机构：青岛华慧泽专利代理事务所(普通合伙)
代理人：张慧芳
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![一种具有等腰三角形铁轭的变压器立体卷铁心[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/4fdefe9ca417866fb94a8ed8.png)
专利名称：一种具有等腰三角形铁轭的变压器立体卷铁心专利类型：实用新型专利
发明人：许凯旋,翟丽珍,梁庆宁,罗景桃,周利波
申请号：CN201720238214.1
申请日：20170310
公开号：CN206541711U
公开日：
20171003
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种具有等腰三角形铁轭的变压器立体卷铁心，包括三个铁心柱和六个铁轭，所述三个铁心柱和六个铁轭由三个矩形单框拼合而成，其中两个矩形单框的尺寸和形状完全相同，余下的一个矩形单框的铁轭长度大于另两个矩形单框的铁轭长度，三个矩形单框的高度相等，两相邻的矩形单框拼合成截面为外接于整圆形的多边形的铁心柱。
本实用新型能减小变压器运输宽度，降低运输难度，节约成本；为线圈分接引线到分接开关提供了最短路径，极大的简化了引线布置。
申请人：海鸿电气有限公司
地址：529300 广东省江门市开平翠山湖新区环翠西路3号
国籍：CN
代理机构：广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：谭晓欣
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