柳州承特变压器有限公司
叠片式变压器生产制造过程中，变压器外形结构主要取决于变压器铁心结构，目前市场上叠片式变压器铁心主要常用有圆形，长圆两种。圆形铁心结构浪费材料，长圆形铁心结构在线圈绕制过程中，直线部分由于没有弧度，导致导线不伏贴，绕制出来的线圈不紧实，外径普遍超大，比较浪费电磁线。本文介绍的椭圆形铁心结构比较好的综合了圆形及长圆的特点：省材，绕线过程中避免导线的不伏贴性，防止外径超大，但是椭圆形铁心截面在计算难度及模具加工难度上相比长圆形及圆形铁心结构更大。为了解决此问题，本文章分为两部分，首先通过实例进行介绍椭圆形铁心截面的电磁方案设计的计算，第二通过近似椭圆的画法与标准椭圆进行对比，将椭圆模具的加工进行转换使其具有实用性。
一、椭圆型铁心截面计算
举例：以长轴=183，短轴=118的椭圆为例，确定每级片宽及每级厚度：
由短轴=118可知，假设各级片宽如下：
图（二）
根据三角函数中的反正弦函数可以求得角度θ，再由弧度制转换成角度制，在Excel程序编写中可写成：
θ = DEGREES(ASIN(55/59))
可求得∠θ=68.78°。
图（三）
由以上计算及图解可知椭圆形铁心截面计算，在设计方案上已经可行，可用于电磁计算，但是在实际生产过程中，还存在一定的难度：主要的难点在于椭圆模具的加工上，在实际加工中，可将椭圆转化成近似椭圆进行加工，下面我们将介绍近似椭圆的具体画法，并与标准椭圆进行比较，确定标准椭圆能否转化成近似椭圆用于实际的生产加工中，从而满足实际生产应用中的实用性。
二、近似椭圆的画法
根据前面所述的标准椭圆的长轴AB=183，短轴CD=118，画近似椭圆，具体步骤如下：
（1）连接A、C，以O为圆心、OA为半径画弧，与CD的延长线交于点E，以C为圆心、CE为半径画弧，与AC交于点E1；
（2）作AE1的垂直平分线，与长短轴分别交于点O1、O2，再作对称点O3、O4；O1、O2、O3、O4即为四段圆弧的圆心；
（3）分别作圆心连线O1O4、O2O3、O3O4并延长；
（4）分别以O1、O3为圆心，O1A或O3B为半径画小圆，分别以O2、O4为圆心，O2C或O4D为半径画大圆，如图（四）所示：
图（四）
将上图中相切圆弧线进行剪切，得到近似椭圆图（五）所示：
图（六）
近似椭圆跟标准椭圆比较，如图（七）所示：
图（七）
从图（七）对比可知，在长短轴长度确定的情况下，画出的近似椭圆跟标准椭圆一致。
由此可知，椭圆形变压器铁心设计阶段可采用标准椭圆进行电磁计算，以确定铁心每级片宽及每级厚度，在实际模具生产加工过程中可采用近似椭圆的方法，将标准椭圆转化成由四片圆弧组成的近似椭圆，以满足实际生产需要。
参考文献
[1]赵跃平——《机械制图》，模块一，制图的基本知识和技能，第三章——常用几何图形画法，第三节——椭圆的画法。
论文作者:温燕聪
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第7期
论文发表时间:2017/9/6
标签：椭圆论文; 铁心论文; 近似论文; 圆心论文; 截面论文; 画法论文; 标准论文; 《电力设备管理》2017年第7期论文;