变压器铁心制造工艺

0引言

铁心是变压器的重要组成部分，是变压器磁路和相关各零部件的安装骨架。铁心作为变压器的磁路，在电磁转换和能量转换中起重要的媒介作用。铁心本体、绝缘件、夹紧件和接地片等组成了铁心，而导磁性能良好的硅钢片和铁心油道构成了铁心本体。在变压器运行过程中，要保证铁心温升小于或等于规定的温升［1］。做成铁心的损耗与硅钢片原有损耗的比值K是衡量铁心质量的重要指标，K值不仅受铁心结构的影响，而且与铁心的制造工艺有很大关系。因此，了解铁心的制造工艺，对我们有效使用变压器具有深远的意义。

1变压器铁心制造工艺流程

制造铁心片时使用板料硅钢片，用普通剪床剪成条料，机械需求少，一般情况下无需退火。采用卷料代替板料时，铁心片应采用机械化和自动化方式进行剪切。制造平面叠铁心时，首先应按铁心片宽度把整卷硅钢片裁成带料，进行纵向剪切，之后按铁心片长度把带料切断，进行横向剪切。对卷铁心只进行纵向剪切，之后把带料卷成铁心单件［2］。铁心在纵横剪切后会出现毛刺，若毛刺过大，则需要用专门的设备去除，去除过程可以和剪切过程同时进行。受机械应力，卷成单件铁心或纵向剪切的工序中磁性能如果变坏，则必须重复退火。即使有绝缘层附着在硅钢片上，有时还需对硅钢片进行涂漆。利用制造铁心的紧固零件对铁心进行装配，从而完成铁心的制造［3］。

对于平面叠铁心来说，铁心制造的主要工艺流程为：纵向剪切—横向剪切—退火—涂绝缘层—装配。横向剪切能有效优化冷轧硅钢片的磁性，因此横向剪切工序应放在退火工序之后，工艺流程变为：纵向剪切—带卷退火—横向剪切—装配。对于卷铁心来说，铁心制造的主要工艺流程则为：纵向剪切—卷制单件铁心—退火—装配。对于渐开线铁心来说，铁心制造的主要工艺流程是上述2种铁心制造工艺流程的综合。

2变压器铁心制造的工艺要求

铁心制造质量的高低直接影响着变压器经济指标的好坏，运行变压器有着恒定的铁心损耗，铁心损耗不受其负载大小的影响，因此如何降低铁心损耗，是亟待解决的重大问题。空载损耗和空载电流随着铁心对接缝隙的增大而增大，损伤层间绝缘会增大涡流损耗，变压器噪音和铁心振动是由于其固定不可靠和压力不足造成。

2.1纵向剪切的工艺要求

铁心横截面的填充系数受纵向剪切裁开的带料宽度精确度的影响。为避免铁心横截面出现局部突出，带料纵向边线要成直线。缠绕带料卷及横向剪切的工艺基准线是纵向边线。叠片间的绝缘层应高于带料边的毛刺，毛刺过大易造成各层间短路，因此需要使用专门去除毛刺的设备或调整纵向剪切设备［4］。卷紧带卷，防止带卷由于自身重力而变形，但拉紧带料的力要适宜，不宜过大或过小。一般情况下，允许带料的宽度偏差出现正公差，同时带料边的直线性偏差也有相应的规定。

2.2横向剪切的工艺要求

用一定宽度的带卷剪切一定长度的铁心片时，剪切后的铁心片应有一定精度的长度和横边对纵边的角度（直角和斜角）。根据片中心长度横向剪切斜角片，如果片宽，那么斜角片的长度就大，如果长度允许负公差，那么宽度就允许正公差；反之亦然。如果横边对纵边的角度小，那么片的长边必然长；反之必然短。若横向剪切有较大的偏差，那么铁心的几何形状就会遭到破坏，接缝也会随之增大。

2.3退火的工艺要求

退火的目的是恢复铁心片加工后的电磁性能，铁心的电磁性以及几何表面在退火后变得更好。为了达到这个目的，退火的温度、加热和冷却速度应保证使硅钢片不变形（波浪形和弯曲），退火后其表面清洁，没有氧化的痕迹。

2.4涂绝缘层的工艺要求

在必要时给硅钢片涂一层或两层的绝缘层形成耐热绝缘层的硅钢片。不宜涂过厚的绝缘层，但要保证有足够大的绝缘电阻。涂层表面要光滑平整，没有漆瘤、擦伤和烧坏，且颜色要均匀，只能有百分之几的地方烧黑［5］。

2.5铁心装配的工艺要求

在铁心装配时，应保证其几何形状和尺寸。明确规定铁心轴线的偏差、叠片波浪度、厚度的不一性、轭和柱叠接区增加的厚度、接缝大小、铁心截面中局部突出等。铁心片之间不能有搭接现象出现。单位压力应为1～3kg／cm2，以获得较大的填充系数。超出这个压力是没有必要的，因为此时填充系数的增加是很小的。

3提高变压器铁心制造工艺水平的方法

铁心是变压器的核心部件，铁心内在质量的高低直接影响着变压器质量的高低。目前变压器铁心的加工工序多、工艺手段陈旧落后、制造过程中的质量难以控制、一次合格率低等，严重阻碍了变压器铁心质量的提高。在技术条件中，由于没有明确要求铁心制造质量和铁心加工过程中的质量技术指标，且部分技术标准只有“定性”的概念而无“定值”的概念［6］，因此更增加了铁心制造加工的难度。为了使变压器铁心制造工艺更加科学化、合理化和规范化，笔者现针对整个铁心加工过程中工艺

变压器铁心制造工艺研究

陈云明

（广西柳州特种变压器有限责任公司，广西柳州545005）

摘要：通过对变压器铁心制造工艺流程进行分析，从纵向剪切、横向剪切、退火、涂绝缘层、铁心装配等方面介绍了变压器铁心制造工艺流程中各个方面的工艺要求，并提出了提高变压器铁心制造工艺水平的方法，希望能为变压器铁心制造工艺的进步和发展提供有益的指导。

关键词：变压器；铁心；制造工艺流程；工艺要求；方法

工艺与技术◆Gongyi yu Jishu

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知识的应用，作进一步的判断和推理，解决一些复杂的问题，从而使CAD技术得到新的发展。

4.2集成化

机械设计不仅仅是单靠CAD技术的应用就能完成的，还需要与CAM技术有机结合，实现CAD和CAM的一体化。这样的系统能够直接将CAD设计的结果用于数控仿真，然后生成数控加工程序，在数控机床上进行实体加工。此外，未来的设计开发模式应该是高度集成的，如CAD、CAPP、CAM以及CAE的高度集成等。

4.3虚拟化

虚拟现实技术虽然是一项新技术，但也已经应用到了CAD中，并且会应用得更加广泛。所谓虚拟现实技术，就是建筑工程设计人员在虚拟世界中创新产品，通过操作模拟对象，对产品的结构、质量、舒适度等进行检验。虚拟制造摒弃了对物理原型的测试、加工过程，而是用虚拟原型来代替，在真实的建筑产品建设之前，就通过虚拟模型将问题解决掉，进而将建筑产品的成本降低。因此，虚拟化将成为CAD技术的一个新的发展方向。

5结语

随着CAD技术的进步与机械制造业的发展，CAD技术在机械设计中的应用越来越广泛，不仅对机械设计的发展起到了促进作用，而且进一步提高了我国机械制造业的市场竞争力。CAD技术虽然取得了一定的发展成就，但是其研究与应用水平与发达国家相比，仍然存在一定的差距，因此，我们必须加大CAD技术的研究力度，为其在机械设计中的应用奠定坚实的

基础，进而促进机械制造业的发展。

［参考文献］

［１］徐小龙．浅析ＣＡＤ在机械设计中的应用［Ｊ］．魅力中国，２０１１（１４）

［２］陈晓红．基于ＣＡＤ在机械设计中应用的探索性研究［Ｊ］．制造业自动化，２０１１（４）

［３］李雪金．ＣＡＤ在机械设计中的应用探究［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１０（１６）

［４］汲振．关于三维ＣＡＤ在机械设计中应用的研究［Ｊ］．中国科技信息，２００７（２４）

［５］方卫华．ＣＡＤ技术在现代机械设计中应用［Ｊ］．应用能源技术，２０１１（６）

收稿日期：2012－08－13

作者简介：刘洋君（1984—），男，辽宁丹东人，助理工程师，研究方向：机械设计。

环节和质量不稳定的因素，提出以下改进方法：

（1）分解各工序的质量控制指标，监控工序加工质量，及时反馈生产现场的质量信息，从而稳定和提高铁心加工质量。与此同时，及时筛选和删除加工过程中出现的不合格品，从而使无效工时大大减少，实际工效显著提高。

（2）以往技术质量指标只“定性”不“定值”，应努力改变这一现象。在鉴别每项质量指标时，应对选择和配备使用的国产化科学仪器进行定值显示，以杜绝由于检测方法的不统一而引起的扯皮现象。

（3）改变陈旧落后的变压器铁心制造加工工艺，在变压器铁心制造工艺中采用强力磁盘等国内先进技术，提高铁心的稳定性［7］。

（4）采用微机技术检测手段，保证检测数据的真实性和可靠性。

4结语

铁心是变压器的“心脏”，在整个变压器中起着不可替代的作用。了解变压器铁心制造工艺流程和要求，在日常的生产实践中认真观察，总结出提高变压器铁心制造工艺水平的方法，并在实际工作中不断改进，是我们应该积极实践的重大课题。只有不断完善变压器的铁心制造工艺，才能有效促进变压器制造的进步，提高企业经济效益和社会效益，从而促进国民经济的健康快速发展。

［参考文献］

［１］赵凯，张凌宇．国际推动变压器节能降耗的经验做法［Ｊ］．电力需求侧管理，２００６（５）

［２］顾选能，汪蓓蓓．变压器铁心制造工艺［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９８

［３］乔任凭，王显文．变压器处理工艺［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９９８

［４］上海科学实验研究所．筹建生产Ｒ型变压器工厂的可行性报告［Ｊ］．电子变压器技术，ｌ９９４（２）

［５］赵雪松．对变压器制造工艺的几点改进建议［Ｊ］．山西电力，２００４（４）

［６］喻声频，古文伟，陈志敏，等．基于数据库的变压器铁心参数化绘图设计［Ｊ］．科技信息，２００８（２２）

［７］郑琳．配电变压器的经济运行［Ｊ］．资源节约与环保，２００５（６）

收稿日期：2012－08－03

作者简介：陈云明（1971—），男，广西桂林人，工程师，研究方向：变压器制造。

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机电信息2012年第33期总第351期