变压器铁芯

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铁芯分类

壳式和芯式铁芯

铁芯中套绕组的部分称为“心柱”，不套绕组只起磁路作用的部分称为“铁轭”。凡铁芯包围了绕组就称为壳式；凡绕组包围心柱的称为芯式。壳式和芯式各有特色，但是由铁芯就够所决定的变压器制造工艺却大有区别，一旦选用了某种结构就很难转而产生一种结构。我国大多变压器铁芯采用叠积芯式。

单相和三相铁芯

单相铁芯有单项两柱式叠铁芯。单相单柱旁轭式四柱铁芯、单相双柱式叠铁芯、单相辐射式叠铁芯共五种；三相提诶新有三相柱式叠铁芯、三相旁轭式五柱铁心、三相双框式叠铁芯、三相电抗器叠铁芯共四种。

立体式和平面式

立体式的心柱和铁轭不在一个平面内，有辐射式、渐开线式、对称式，因磁通分布比较均匀，可降低损耗；平面式的心柱和铁轭在同一平面内，机械强度高，工艺性好。

叠铁芯和卷铁芯

一般均为叠铁芯，由铁芯叠装而成。卷铁芯的形式较多。渐开线铁芯的心柱与铁轭之间气隙较大，影响空载电流，所以容量不能做的太小；但因漏磁通垂直进入铁芯片平面，影响附加损耗，所以片宽不宜过大，即容量不能太大。

铁心主要由铁芯本体、紧固件和绝缘件组成：

①铁芯本体、磁导体、由电工钢片制成。

②紧固件、夹件、螺杆、玻璃绑扎带、刚绑扎带和垫块等。

③绝缘件、夹件绝缘、绝缘管和绝缘垫、接地片和垫脚等。

铁芯材料

目前，电力变压器已普及的使用冷轧钢片，它与过去使用的热轧钢片相比，当变压器的容量相同时，其重量和外形尺寸显著减小。这是因为冷轧钢片在沿着碾轧的方向磁化时，有较高的磁导率。

硅钢片在磁性材料中为软磁性材料，磁性材料有各向同性和各向异性之分，所谓各向异性，既有一个或几个方向的磁的特性最好，在这些方向把它磁化到饱和时，所需要的能量最低，所以把这些方向称为易磁化方向；在在上述以外的其他方向磁化到饱和所需的能量值，均超过易磁化方向所需要的能量，所以在使用各向异性的磁性材料时，就要注意其磁性的方向性。各向异性的磁性材料，在磁的性能上有明显的优越性。变压器铁芯

硅钢片是制造变压器的关键性材料之一，它的性能直接关系到变压器的性能和几何尺寸。必须首先明确硅钢片的性能，然后依次再确定铁心柱直径，截面积和铁轭截面积，至于铁心的全部尺寸，待完成绕组计算后才能确定。

铁心使用的硅钢片有热轧硅钢片DR315-50、DR290-50以及冷轧硅钢片等，前者性能差，单位损耗大；后者性能好，单位损耗小，为低损耗变压器所采用，低损耗变压器选用优质的晶粒取向冷轧硅钢片。

目前，热轧硅钢片在新造变压器中已不应用，但旧变压器中仍有使用。中小型电力变压器一般采用冷轧取向硅钢片，型号30Q130—35Q165，或冷轧高导磁取向硅钢片，型号27QG100—35QG135；而配电变压器采用的硅钢片除上述两种外，还采用冷轧无取向硅钢片，型号有35W230—50W350。

铁芯制作

世界上第一台具有闭合磁路铁心的变压器是1855年匈牙利制造出来的。100多年来，变压器在结构上发生了相当发的变化。

20世纪60年代的铁芯，由于采用0.55mm厚的热轧硅钢片板料，因此，只能采用直接缝式结构。铁心柱与铁轭部分都用螺杆加紧，为了防止螺杆与硅钢片叠片之间短接，在螺杆外还要套绝缘管绝缘。由于热轧硅钢片是板料，长度仅为1500mm，所以不单是材料的利用率不高，而且对较大容量的变压器的铁心，还得采用，拼接的方式。这样，加工复杂，而且空载损耗也大。在0.35mm厚的晶粒取向冷轧硅钢片卷料出现以后，铁心的结构、加工工艺与空载损耗等都有较大的改进。使用冷轧硅钢片后，铁心就够从直接缝过渡到半直半斜，最后又由半直半斜过渡到斜接缝。

大型变压器铁心制造的发展趋势是：五不，即不压毛刺、不退火、不涂漆、不冲孔和不叠上铁轭。当然在工艺方法、专用设备及工装磨具方面，要采取很多措施才行。