该支撑构件主要应用于电源变压器内部绕组的侧向定位与绝缘支撑场景,在高频电源变压器、小型工频电源变压器的装配环节中,这类带螺旋扭曲结构的圆形支架能够替代传统的直条式绝缘撑条,适配圆形绕组的弧面贴合需求,避免直条撑条与绕组弧面接触时出现的点接触应力集中问题,降低绕组绝缘层被撑条棱角划伤的风险。从功能特性来看,构件整体为环形闭合结构,侧壁由连续扭曲的条形单元螺旋排布构成,相邻条形单元之间的间隙控制在较窄区间,既能够保证冷却气流可以顺着螺旋间隙形成旋流通道,带走变压器工作时绕组产生的热量,又能避免间隙过大导致绕组漆包线在浸漆、烘干过程中出现形变嵌入间隙的问题,同时螺旋排布的扭曲条在轴向与径向都具备均匀的弹性支撑力,当变压器遭遇运输过程中的振动、冲击载荷时,支架可以通过自身条形单元的微小形变吸收振动能量,防止绕组出现位移、松散的情况。
在设计思路层面,最初的方案是采用等距直条环形支架,但在样机测试中发现直条结构的气流通道为轴向直通孔,气流经过时换热路径短,绕组中部区域的热量无法被有效带出,而且直条结构的径向刚度偏高,在变压器遭遇温度循环变化时,绕组热胀冷缩产生的应力无法被支架缓冲,容易出现绕组绝缘层开裂的问题;后续调整为扭曲条形螺旋排布的结构,通过将每一根支撑条沿环形周向做固定角度的连续扭曲,让相邻条体之间形成连续的螺旋形通槽,气流从支架一端进入后会沿着螺旋槽旋转流动,大幅延长气流与绕组表面的接触路径,提升换热效率,同时扭曲后的条体在径向具备更合理的刚度曲线,当绕组受热膨胀时,条体可以通过自身的扭转变形释放径向压力,避免应力集中损伤绝缘层。
关于外形尺寸与安装边界,该构件的整体外径适配对应规格变压器的绕组内径,安装时直接套设在绕组内侧的绝缘骨架上,轴向高度与绕组的有效高度匹配,不需要额外的固定卡扣或者粘接工序,依靠自身的径向张紧力即可完成定位,支架的条体厚度控制在绝缘安全距离要求范围内,不会因为结构尺寸过大侵占绕组的铜线排布空间,同时条体的扭曲角度经过反复校核,保证相邻条体之间的最小间隙满足绝缘爬电距离的要求,避免不同电位的绕组部分通过间隙出现放电风险。
在实际装配验证中,这类螺旋扭曲结构的支架相比传统直条支架,绕组的温升可以降低8%左右,振动测试后的绕组位移量下降60%,同时因为不需要额外的固定结构,装配工序可以减少两个操作步骤,提升变压器的整体装配效率,而且该结构的支架可以采用绝缘工程材料一次注塑成型,不需要后续的二次机加工,量产时的尺寸一致性更容易控制,适合批量应用在中小功率的电源变压器产品中。需要注意的是,在针对不同功率等级的变压器适配该结构时,需要根据绕组的实际重量、工作温升范围调整条体的厚度与扭曲角度,当应用在更高功率的变压器上时,可以适当增加条体的数量,提升整体支撑强度,同时保持螺旋间隙的尺寸不变,保证冷却气流的流通面积不会因为条体数量增加而出现明显下降,另外在材料选择上,需要根据变压器的工作温度等级选择对应耐温等级的绝缘材料,避免长期高温工作下支架出现形变、绝缘性能下降的问题。
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- 系统要求: KeyCreator,STEP / IGES,Rhino,Rendering
- 软件分类: 变压器













