現(xiàn)有的非晶合金變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)方式主要有兩種，一種是四框五柱式，一種是三框三柱式，這兩種結(jié)構(gòu)的非晶合金鐵心都是采用開口平面卷鐵心結(jié)構(gòu)，線圈的橫截面呈矩形，主要是因為非晶合金鐵心柱橫截面是矩形。由于鐵心柱和線圈橫截面都是矩形，造成了其抗突發(fā)短路的能力下降，必須采取結(jié)構(gòu)加強及壓裝工藝等彌補措施，且由于采用平面卷鐵心結(jié)構(gòu)，接縫多造成噪音的增加。雖然這些問題通過增加原材料的投入及器身結(jié)構(gòu)的加強等措施能夠得到解決，但是綜合成本的上升對非晶合金變壓器的大量推廣應(yīng)用造成了不利的影響。立體卷鐵心變壓器在相同條件下具有較低的噪聲和較強的抗突發(fā)短路能力，并可有效減小變壓器體積及重量，降低生產(chǎn)和運行成本。因此，研究綜合了上述兩種變壓器優(yōu)勢的非晶合金立體卷鐵心變壓器具有廣泛的應(yīng)用前景和明顯的社會經(jīng)濟效益。
圖1 非晶合金立體卷鐵心的磁路示意圖（左）及磁通向量（右）對非晶合金立體卷鐵心的磁路進行理論分析。左圖中的A相磁通fA是由兩個單框中f1和f2合成，右圖是每個框磁通和心柱磁通的向量圖。f1向上平移，并將f1的尾端移至f2的箭頭，通過運用三角函數(shù)的關(guān)系式可以計算出，立體卷鐵心的鐵軛磁密比鐵心柱磁密高出15.5%。
圖2 監(jiān)測鐵心和爐溫的位置示意（左）及熱電偶插入位置示意（右）本項目是采用多熱電偶測溫技術(shù)和熱風(fēng)循環(huán)差異導(dǎo)流技術(shù)相結(jié)合的熱處理工藝。右圖是熱電偶插入的位置示意圖。根據(jù)鐵心的規(guī)格，在三個及以上不同帶材的中心插入熱電偶。左圖是以前監(jiān)測鐵心和爐溫的位置示意圖。前者是為了能夠有效達到控制鐵心內(nèi)部的溫度而提出的一種新的測溫技術(shù)，即多熱電偶測溫技術(shù)。結(jié)合在退火爐內(nèi)增導(dǎo)流板、調(diào)節(jié)風(fēng)速等技術(shù)，可有效減小在同一鐵心不同部位的溫差。左圖是改進前的情況，不同部位的維溫差要達到50℃，改進后溫差可以減小到20℃左右。經(jīng)過采用熱電偶測溫技術(shù)和熱風(fēng)循環(huán)差異導(dǎo)流技術(shù)后，非晶合金立體卷鐵心的性能參數(shù)可以達到在1.35T磁密時，單位勵磁功率為0.35VA/kg，單位損耗為0.18W/kg。
非晶合金立體卷鐵心變壓器的眾多優(yōu)勢明顯，在競爭上遠遠強于傳統(tǒng)非晶變壓器，我們可以大膽地說，非晶合金立體卷鐵心變壓器將是變壓器市場上的新亮點。
非晶合金立體卷鐵心變壓器是名副其實的“環(huán)保衛(wèi)士”。在現(xiàn)今倡議“綠色，環(huán)保，低碳”生活的社會環(huán)境下，推廣非晶合金立體卷鐵心變壓器是正當(dāng)其時。
非晶合金立體卷鐵心變壓器的優(yōu)點我們已經(jīng)了解，然而在技術(shù)上我們?nèi)杂幸恍﹩栴}需要解決。針對非晶材料堅硬、薄、脆的特點，研發(fā)出高精度曲線開料機和立體卷鐵心卷繞機，更準(zhǔn)確地對開料和卷繞進行控制，才能夠解決非晶合金材料開料和卷繞的加工工藝技術(shù)難點，同時實現(xiàn)開料、卷繞一體化，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)前我國研發(fā)生產(chǎn)立體卷非晶變壓器生產(chǎn)企業(yè)有海鴻電氣、上海置信等。一代材料一套制造方式?？朔蔷ё儔浩魃a(chǎn)制造過程中缺點，特別是運行中不足，是推動非晶變壓器運行的關(guān)鍵。非晶立體卷鐵心變壓器技術(shù)指標(biāo)
表1 30kVA～630kVA非晶合金立體卷鐵心變壓器鑒于目前國內(nèi)外尚未有相關(guān)產(chǎn)品面市，因此產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)無法對比，但同目前很為通用平面卷鐵心變壓器相比，非晶合金立體卷鐵心變壓器的空載損耗、空載電流、噪音水平、過載能力、抗短路能力等均有明顯改善，具體對比如下：表2 產(chǎn)品性能數(shù)據(jù)對比
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