變壓器鐵心制造工藝探討

摘要：鐵心作為變壓器的磁路，其質量的好壞可以說直接影響著整個變壓器質量的優劣。文章分析了變壓器鐵心的制造工藝流程，從縱向剪切、橫向剪切、退火、涂絕緣層以及裝配等方面詳細探討了變壓器鐵心的制造工藝；針對傳統鐵心制造工藝中存在的不足，提出了一些改進措施，以期為提升變壓器的質量提供一定的幫助。

關鍵詞：變壓器；鐵心制造；縱向剪切；涂絕緣層

中圖分類號：TM405 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）15-0053-03

1 概述

鐵心和繞組是變壓器的兩大核心部分，一個作為磁路，一個作為電路，是變壓器內部電磁能量轉換的載體。鐵心作為變壓器的磁路，其質量的好壞可以說直接影響著整個變壓器質量的優劣。鐵心是由鐵心本體、絕緣材料、夾緊件以及接地片等組成，而鐵心本體通常又是由具有良好導磁性的硅鋼片以及鐵心油道組成。我們一般用K來衡量鐵心的質量，即鐵損與硅鋼片產生的損耗的比值。良好的鐵心，在變壓器正常工作時能夠將溫升控制在一個合理的規定值以內。K值往往與鐵心的結構相關，鐵心制造工藝對K值的影響也是比較大的。因此，研究變壓器鐵心制造工藝，對于提升鐵心質量、延長變壓器使用壽命具有重要的現實意義。

2 鐵心制造工藝簡析

鐵心在制造時，采用的材料不同，其加工工藝亦有所區別。如果使用的是板料硅鋼片，則用普通剪床將其切成條料，生產過程中機械加工少，而且一般不需要進行退火處理；如果采用的是卷料，鐵心片則需要通過機械方式或者數控加工中心進行剪切。在生產平面疊鐵心時，根據鐵心片的寬度，先將整卷硅鋼片進行裁切，一般是裁切成帶料，然后縱向剪切；再根據鐵心片的長度，把裁切后的帶料切斷后進行橫切。在生產卷鐵心時，則不需要進行橫向剪切了，縱向剪切完成后，依據鐵心的長度卷成鐵心單件即可。對鐵心進行剪切后，會發現鐵心的邊緣布滿很多毛刺，生產人員應根據生產要求來確定是否要對毛刺進行去除。如果需要去除時，可以同剪切流程一并進行。在制造卷鐵心時，有時候鐵心會因為機械應力的作用，使得磁性能降低，這時就需要進行退火。在機械加工流程完成后，還需要在硅鋼片上涂漆，即使其上已經附有一層絕緣層，涂漆工藝也是必不可少的。最后利用緊固零件完成對鐵心的裝配，至此，完成整個鐵心的生產制造。

平面疊鐵心的制造工藝流程一般是：先進行縱向剪切，然后進行橫向剪切，其次是退火處理，然后再對絕緣層涂漆，最后是鐵心的裝配。但是，根據制造經驗，橫向剪切能夠使冷軋硅鋼片的磁性得到顯著優化，因此現代制造工藝中，往往將橫向剪切工藝置于退火處理之后。這樣其制造工藝流程則變為：先進行縱向剪切，然后是退火處理，其次是橫向剪切，絕緣層涂漆，最后是鐵心的裝配。卷鐵心的制造工藝流程則是：先進行縱向剪切，然后是卷制單件鐵心，退火處理，最后是裝配。此外，還有漸開線鐵心，其制造工藝通常是以上兩種鐵心的綜合。

3 鐵心制造工藝要求

目前，尚不能完全通過技術條件對鐵心的制造質量提出具體的工藝要求，而且鐵心在制造時，也沒有比較完善的可以依據的質量技術指標。部分鐵心的制造質量技術指標僅僅是一種“定性”的概念，比如變壓器在投入運行時，鐵心不能發出過大的噪音。本文從鐵心制造的縱向剪切、橫向剪切、退火、絕緣層涂漆以及裝配等工藝方面來分析鐵心制造工藝要求。

3.1 縱向剪切

在對鐵心進行縱向剪切時，尤其需要注意的就是其橫截面的填充系數，這一系數與縱向剪切的精確度有著密切聯系。帶料的縱向邊線應盡量保持直線，因為其往往作為纏繞帶料卷和后續橫向剪切的基準，保持縱向邊線的直線性可以防止鐵心橫截面出現不容易發現的局部突出。縱向剪切完成后，檢查毛刺的大小是否超過了絕緣層，一旦發現過大的毛刺要進行去除，避免出現短路情況。在清理毛刺時，要使用專門的去毛刺設備。帶卷要卷緊，避免其因為自身的重力而出現變形，對帶料進行拉緊時，則要用力適宜，不能過大亦不能過小。通常情況下，帶料的寬度偏差可以是正值，帶料邊的直線度也要嚴格遵循相關標準。

3.2 橫向剪切

對某一長度的鐵心片進行剪切時，要嚴格保證其長度的精確性，同時注意橫邊與縱邊的角度。對斜角片進行剪切時，其剪切尺寸要依據鐵心片的中心長度來確定，鐵心片偏寬，斜角片則長，長度是可以出現負公差的，那么寬度就可以出現正公差。當橫邊與縱邊的角度比較小時，鐵心片必然有一個表較長的邊，反之則短。橫向剪切時，不能出現過大的偏差，這樣會將鐵心的結構破壞，增大

接縫。

3.3 退火

鐵心制造工藝中，退火的主要目的就是防止鐵心因為機械加工而使得電磁性能降低，同時退火還能將鐵心的表面進行優化處理。為了能夠達到上述目的，退火要嚴格控制好溫度以及加熱冷卻的速度，避免硅鋼片出現彎曲或者不規則的變形。退火處理后，要對鐵心的表面進行清潔，檢查是否有氧化的痕跡。

3.4 涂絕緣層

縱向剪切、橫向剪切以及退火處理完成后，通常還要給硅鋼片進行絕緣處理。對硅鋼片涂絕緣層時，要控制好絕緣層的厚度，要保證元件之間不會發生短路，但是也不能一味地追求安全，使得絕緣層過厚。涂層要盡量光滑平整、顏色均勻。

3.5 鐵心裝配的工藝要求

對鐵心進行裝配時，需要注意的就是嚴格按照裝配尺寸，避免出現變形。鐵心軸線的偏差要符合規定，檢查接縫的大小、疊片波浪度等是否達標。鐵心片之間要具有合理的間隙，不能出現搭接現象。填充系數自然是越大越好，為了達到規定的填充系數，單位壓力一般保持在1～3kg/cm2，壓力太大也沒有必要，超過該范圍填充系數的增大不太明顯。

4 提升工藝水平的三點建議

目前，變壓器鐵心制造工藝可以說仍舊比較落后，存在工序多、質量難以控制、產品合格率低等一系列問題，嚴重影響著整個變壓器的使用壽命。針對這些問題，筆者提出了以下三點改進方法：

（1）細化鐵心制造工藝，提高工序加工質量的監控力度，將實際生產狀況及時反饋給生產調度部門。對于不合格產品的篩選要貫穿到整個生產線，及時發現，從而減少無效工序，提高生產效率。

（2）將過往“定性”的技術指標通過科學化的計算使其細化，更好地為生產人員提供依據。在對鐵心的質量進行檢驗時，合理選用儀器，通過定值顯示來精確測定產品的合格率，同時國家應該制定相應的檢驗規范，避免因為檢驗規范不統一，出現扯皮、糊弄現象。

（3）將先進的技術融入到鐵心的制造中，比如說科技含量高的強力磁盤技術，從技術上優化制造工藝以提升鐵心質量。將微機技術引入鐵心的檢測中來，提升數據的可靠性以及科學性。

5 結語

鐵心作為變壓器的磁路，其質量的好壞可以說直接影響著整個變壓器質量的優劣。變壓器鐵心的質量不高，很大程度上是由于變壓器鐵心制造工藝的落后。提高變壓器鐵心的制造工藝，就要不斷研究新的工藝方法，同時制定相關的檢驗規程，嚴把質量關。相信隨著時間的推移，越來越多的新型制造方法會不斷涌現，從而推動我國變壓器鐵心制造工藝的快速提升。

參考文獻

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（責任編輯：黃銀芳）